3D Drucker Bausätze

Einen 3D-Drucker selber bauen

 

Einen eigenen 3D-Drucker zu bauen, ist heute so einfach und beliebt wie nie zuvor. Mit einem 3D-Drucker-Bausatz und den vom RepRap-Projekt bereitgestellten Informationen, Ratschlägen und kostenlosen Plänen können Sie Ihren eigenen 3D-Drucker bauen und nach Ihren eigenen Wünschen Gegenstände ausdrucken. Dieses Projekt erfordert viel Handarbeit, deshalb schadet es nicht, wenn Sie bereits über ein paar technische Fertigkeiten verfügen. Eine Übersicht über die angebotene Software finden Sie auf der RepRap Pro Webseite.

 

Einige Erwägungen vorab

 

Manche Leute bevorzugen es, die benötigten Bauteile von verschiedenen Quellen zusammenzutragen, anstatt einen Bausatz zu kaufen. Das ist durchaus möglich und auch Veränderungen oder Ergänzungen ganz nach den eigenen Vorlieben sind kein Problem. Da es sich bei RepRap um ein Open-Source-Projekt handelt, darf jeder seine Änderungen und Verbesserungen gerne mit der Gemeinschaft teilen, damit alle davon profitieren.

 

Was das technische Know-how anbelangt, ist es ratsam, jemanden mit Erfahrung um Hilfe zu bitten, falls bestimmte Schritte des Montageprozesses unklar oder schwer umzusetzen sein sollten. Manche Teile können fertig gekauft oder selbst hergestellt werden, wie z. B. das Sanguinololu-Board mit FTDI-Chip. Wer das Löten nicht beherrscht, sollte lieber eine fertige Einheit kaufen, als den Versuch zu unternehmen, sie selbst anzufertigen.

 

Druckerteile und Montageprozess

 

Alle Drucker haben einen Grundrahmen als stabilisierende Struktur. Er besteht aus Gewindestangen, die mit ausgedruckten Teilen verbunden werden, und er ist das erste Stück, das beim Bau eines 3D-Druckers zusammengesetzt werden muss. Es gibt drei Achsen – die Y-Achse besteht aus horizontalen Stangen und die Z-Achse aus vertikalen Stangen, welche zuerst zusammengebaut werden. Die Z-Achse wird mithilfe ausgedruckter Teile auf der Oberseite des Rahmens befestigt.

 

Die Grundplatte wird auf die glatten Stangen der Y-Achse montiert und kann sich, angetrieben von einem Riemen, welcher mit einem Schrittmotor mit einer Riemenscheibe verbunden ist, frei zwischen der Vorder- und Rückseite des Rahmens hin und her bewegen. Die Bewegungsfreiheit wird durch Führungsbuchsen oder Kugellager, die an die Unterseite der Grundplatte angeklebt werden, gewährleistet. Die RepRap-Designs, bei denen Linearlager zum Einsatz kommen, nutzen üblicherweise LM8UU-Kugellager aus Metall, einfache Standard-Führungsbuchsen erfüllen den Zweck aber auch.

 

Wenn die X-Achse installiert wird, wird diese über die Z-Achse gesteuert, welche sie am Rahmen entlang nach oben und unten bewegt. Die X-Achse lenkt wiederum den Extruder, den sie innerhalb des Rahmens nach links und rechts bewegen kann. Die X- und Z-Achsen bestehen aus zwei gedruckten Teilen – dem Umlenklager am einen X-Ende und dem Antrieb am anderen X-Ende. Ein Schrittmotor treibt den Extruder an, der aus drei Teilen besteht – dem Cold-End, dem Hot-End mit der Düse und einer Wärmesperre. Sobald dieses Teil montiert ist, wird es auf dem Schlitten der X-Achse befestigt.

 

Der Extruder besitzt einen oberen kalten Teil, meist als Wade-Extruder bezeichnet, über den das Kunststoff-Filament eingespeist wird. Der untere warme Teil (das Hot-End) besteht aus einem Messingbolzen mit einer Bohrung durch die Längsachse und schmilzt und extrudiert den Kunststoff.

 

Die drei Achsen bewegen sich gemeinsam, um das zu druckende Objekt auf der Druckplatte zu erzeugen. Viele Drucker besitzen mittlerweile eine Ergänzung in Form einer Heizplattform, die verhindern soll, dass sich das gedruckte Objekt durch ungleichmäßiges Abkühlen verzieht. Der Druckvorgang wird über eine Elektronikplatine gesteuert. Hierbei gibt es eine Reihe von Open-Source-Optionen für 3D-Drucker-Bausätze, aus denen gewählt werden kann. Schrittmotoren lassen sich am besten mit Schrittmotorsteuerungen von Pololu oder gleichwertigen Modellen steuern. Zu Beginn des Druckvorgangs müssen alle drei Achsen in die Ausgangsposition gebracht werden. Hier sorgen optische oder mechanische Stopper dafür, dass sie sich nicht zu weit bewegen.

 

Werkzeuge

 

Um einen 3D-Drucker zu bauen, ist weder mechanische noch elektronische Zauberei erforderlich. Das richtige Werkzeug ist jedoch für ein gutes Ergebnis unverzichtbar. Für den mechanischen Aufbau werden, je nach Art der gewählten Schrauben, verschiedene Schrauben- und Inbusschlüssel benötigt. Eine zuverlässige digitale Schieblehre und eine kleine Wasserwaage sind erforderlich, um den Rahmen und die Achsen auszurichten. Beim Einbau der Stäbe der Z-Achse wird eine Richtschnur benötigt und einige Teile müssen mit Klebstoff befestigt werden – auch eine Tischklemme ist hilfreich. Ein Föhn sollte bereitliegen, um Führungsbuchsen und Gleitlager vor dem Einsetzen anzuwärmen.

 

Für die Montage der elektronischen Teile werden ein Lötkolben, Lötzinn und eine Abisolierzange benötigt. Es ist auch möglich, ein Sanguinololu-Board mit einem FTDI-Chip selbst herzustellen, über das der Drucker per USB mit einem Computer kommunizieren kann.

 

Eine komplette Übersicht des 3D Druckverfahrens, der Eigenschaften und Einsatzbereiche, finden Sie hier. Adrian Bowyer war außerdem der Ehrengast unsres 3D Druck Events in Berlin im April 2014, wo er nicht nur seinen RepRap Drucker vorstellte, sondern auch Journalisten und Bloggern Rede und Antwort stand.