Wer sich schon einmal mit additiver Fertigung beschäftigt hat, weiß, dass es nicht reicht, einfach auf den Druckknopf zu drücken und auf ein Wunder zu hoffen. Damit ein Bauteil auf Anhieb perfekt passt, insbesondere bei der Modellierung realer Objekte wie einer Uhrenschließe mit komplexen Winkeln, muss der Drucker extrem präzise arbeiten. Nichts ist frustrierender, als etwas millimetergenau zu konstruieren und dann festzustellen, dass die Maße nach dem Drucken völlig abweichen.
Ein optimal eingestellter Drucker ist unerlässlich für die korrekte Materialhaftung und saubere Druckergebnisse. Oft wird die einfache Anpassung eines Parameters, wie beispielsweise die Temperaturerhöhung, mit einer gründlichen Kalibrierung verwechselt . Während es sich bei der Anpassung lediglich um eine geringfügige Änderung handelt, ist die Kalibrierung ein systematischer Mess- und Testprozess, der die gesamte Hardware – von den Motoren bis zur Düse – aufeinander abstimmt, sodass sie reibungslos zusammenarbeitet.
Wann sollten wir mit der Kalibrierung beginnen?
Sie müssen nicht zwanghaft sein, aber es gibt Situationen, in denen die Überprüfung der Einstellungen unerlässlich ist. Am sinnvollsten ist es, dies direkt nach dem Zusammenbau des Geräts oder nach einem Transport zu tun, da jede Erschütterung die Achsen verstellen kann. Es empfiehlt sich außerdem, nach dem Austausch mechanischer Teile, einem Firmware-Update oder bei neu auftretenden , wiederkehrenden Druckfehlern eine allgemeine Überprüfung durchzuführen.
Die Grundlagen der Kalibrierung: Bett, Düse und Wellen
Um ein Ablösen des Drucks zu verhindern und eine makellose erste Schicht zu gewährleisten, ist die korrekte Nivellierung der Bauplattform entscheidend. Ist das Druckbett geneigt, kann die Düse zu weit entfernt sein, wodurch das Filament nicht haftet, oder zu nah, was die Druckoberfläche beschädigen oder zu Verstopfungen führen kann. Dies lässt sich auf zwei Arten erreichen: manuell mit dem klassischen Papiertrick, um einen leichten Widerstand zu spüren, und automatisch mithilfe von Sensoren wie dem BLTouch, der die Z-Achse intelligent anpasst.
Andererseits darf die Vertikalität nicht außer Acht gelassen werden. Es ist unerlässlich, sicherzustellen, dass die Z-Achse absolut gerade verläuft und die X-Achse ruckfrei und ohne Spiel läuft. Bei fortschrittlicheren Systemen wie IDEX Dual-Head-Systemen wird die Sache etwas komplizierter, da die Düsen millimetergenau ausgerichtet werden müssen. Beim Drucken von Bauteilen aus mehreren Materialien führt jede Fehlausrichtung der beiden Druckköpfe zu nicht übereinstimmenden Schichten. Eine Feinkalibrierung im Mikrometerbereich ist daher unerlässlich, um Fehler zu vermeiden.
Den Extruder und die Schritte pro Millimeter beherrschen
Ein Bereich, in dem häufig Verwirrung herrscht, sind die Schritte pro Millimeter (E-Schritte). Diese geben dem Motor exakt vor, wie stark er sich drehen muss, um einen Millimeter Kunststoff zu verformen. Bei Fehlern kommt es zu Überextrusion (zu viel Material und sperrige Teile) oder Unterextrusion (Lücken und Sprödigkeit). Um dies zu beheben, markiert man am besten das Filament , beispielsweise 120 mm vom Extruder entfernt, gibt der Maschine den Befehl, 100 mm Filament zu extrudieren, und misst die tatsächlich extrudierte Menge. Weicht diese von den erwarteten 20 mm ab, muss der Wert mithilfe einer mathematischen Formel in der Firmware korrigiert und die Änderungen gespeichert werden.
Erweiterte Einstellungen: Durchfluss, Rückzug und Hitze
Sobald die Mechanik geklärt ist, widmen wir uns der Software und der Materialchemie. Die Materialflussrate gibt den Prozentsatz des tatsächlich austretenden Materials an. Selbst bei einwandfrei funktionierendem Extruder verhält sich jedes Filament anders, und Sie müssen den Prozentsatz im Slicer möglicherweise zwischen 95 % und 105 % anpassen, um die gewünschte Wandstärke zu erreichen.
Um die lästigen Fäden oder „Haare“ zu vermeiden, die beim Drucken entstehen können, muss der Filamenteinzug kalibriert werden. Dabei gilt es, den optimalen Punkt zu finden, an dem die Düse genau die richtige Menge Filament einzieht. Ist der Einzug zu hoch, kann es zu Verstopfungen kommen; ist er zu niedrig, sieht das Bauteil spinnennetzartig aus. Am besten lässt sich dies durch einen speziellen Einzugstest ermitteln , bei dem die Ergebnisse beobachtet werden.
Letztendlich ist die Temperatur der entscheidende Faktor für die Fließfähigkeit. Das Drucken mit PLA unterscheidet sich vom Drucken mit PETG oder ABS. Daher empfehlen wir, einen Vergleichsleitfaden für PETG und PLA zu konsultieren , um das richtige Material auszuwählen. Idealerweise drucken Sie mit einem Temperaturkontrollsystem , bei dem die Maschine die Temperatur alle paar Schichten anpasst. So können Sie visuell erkennen, bei welcher Temperatur die beste Haftung, der geringste Verzug und eine optimale Oberflächengüte erzielt werden.
Validierungswerkzeuge und -teile
Um nicht blindlings vorzugehen, gibt es speziell für die Maschinenprüfung entwickelte Modelle. Der Kalibrierwürfel ist unerlässlich, um die tatsächlichen Abmessungen mit einem Messschieber zu messen, während dünnwandige Teile zur Erkennung von Materialüberschuss dienen . Für besonders penible Anwender stehen zudem externe Werkzeuge wie digitale Riemenspannungsmessgeräte zur Verfügung, die sicherstellen, dass die Motoren nicht beschädigt werden und die Kreise nicht zu Ovalen verformt werden.
Ein methodisches Vorgehen, von der physikalischen Nivellierung bis zur thermischen Optimierung, ist das, was einen mittelmäßigen Druck von einem professionellen Produkt unterscheidet. Durch die Kombination von präzisen Messgeräten, Durchflussprüfungen und kontinuierlicher Hardware-Optimierung wird Materialverschwendung minimiert und die maßgenaue Fertigung jedes Designs, unabhängig von seiner Geometrie, garantiert.
