Technik 3-D-Druck: Druck it yourself

16.05.2018  |  Text: Michael Ahlsdorf  |   Bilder: Michael Ahlsdorf/Martin Wasala
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Technik 3-D-Druck: Druck it yourself
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Der 3-D-Druck eröffnet neue Wege im Customizing. Wir drucken eine Lampenmaske
Schluss mit Gießen oder Laminieren, Schluss mit dem altväterlichen Backen von Formen! Die dreidimensionale Druckerei verdammt diese Arbeiten zur vorsintflutlichen Lachnummer. Cover und Blenden gehen jetzt auch mit 3-D-Drucker – und wir haben uns an ein noch ein größeres Projekt gewagt.

Das Objekt des Umbaus war die Honda CTX 700 ND unseres beinamputierten Kollegen Martin Wasala aus dem IT-Geschoss. Er hatte seine Automatik-Honda zwar schon schwer verbaut, mit dem Kabelsalat rund um den neuen Tacho und mit dem Zubehör-Scheinwerfer von Louis war er aber doch nicht ganz zufrieden. Unser Waselmann liebt Dragster und sportliche Cruiser, deshalb wollte er unbedingt noch eine Lampenmaske.

Der 3-D-Drucker war schnell besorgt. Wer von 3-D-Druck redet, sollte aber wissen, dass es verschiedene Varianten gibt. Die teurere Technik arbeitet mit einem Laserstrahl, der das Grundmaterial im freien Raum zerschmilzt. Wasala hat natürlich die preiswertere Version gewählt. In der genügt zum Schmelzen des Grundmaterials normale, elektrisch erzeugte Hitze, die durch einen Schlitten an ihren Ort gebracht wird.

Grundstoff dieser Technik ist das Filament – das ist der thermoplastische Kunststoff, aus dem die neue Form gewonnen wird. Inzwischen könnt ihr den in jedem Bastelmarkt erwerben. Das Filament ist in Drahtform auf Rollen gewickelt, die der Drucker abspult. So gelangt der Filamentstrang in den Schlitten, das Herzstück des Druckers. Darin wird es auf bis zu 280 °C erhitzt und so lagenweise übereinander verschmolzen. Setzt der Schlitten ab und wandert zu einer anderen Stelle, zieht er das Filament als Gespinst hinter sich her, das nach Fertigstellung leicht von Hand entfernt werden kann.

All das erfolgt in drei Ebenen. Oben wandert der Schlitten von Zahnriemen bewegt über die horizontalen x- und y-Achsen. Für die vertikale z-Achse senkt sich die Arbeitsebene im Gestell.


Feste Grundlage

In unserem Beispiel ist eine Lage des Filaments 0,1 Millimeter dick. Sie kann in unterschiedlicher Dichte verlegt werden. Die Wand eines Werkstücks ist sehr dicht gewebt und damit fest, der Raum dazwischen kann auch lockerer verfüllt werden.

Ganz locker versponnen wird das Gerüst des Werkstücks. Oft handelt es sich dabei ja um unregelmäßige Körper. Da die im Drucker aber auf einer horizontalen Ebene liegen, müssen sie dort zunächst einen sicheren Stand bekommen, dessen Material aber bei Weitem nicht so dicht verschmolzen ist wie das des eigentlichen Werkstückes. So lassen sich beide Konsistenzen locker voneinander trennen. Manche Drucker sind sogar in der Lage, die Basis wasserlöslich zu spinnen, was vor allem an unzugänglichen Stellen im Innenleben eines Werkstückes sinnvoll ist. Die Stoffe können so durch Eintauchen in ein Wasserbad voneinander gelöst werden.


Erstmal programmieren

Alldem voraus geht die Gestaltung der Form. Sie erfolgt in zwei Schritten, beide auf dem Rechner. Im Computer Aided Design (CAD) ist zunächst die Form selbst zu erstellen. Dafür gibt es längst idiotensichere Programme mit vorgegebenen Raumkörpern, die sich aneinander und ineinander fügen lassen. Grund­elemente der Maske waren zum Beispiel ein Kubus mit gerundeten Ecken und einem für die Öffnung eingefügten ovalen Zylinder. Die Schellen für die Lampenmaske basieren auf Rohren, die nur noch hineinkopiert und dann in Länge und Durchmesser angepasst werden müssen.

Nach Gestaltung der Form sind allerdings weitere Einstellungen erforderlich. In denen geht es um die Arbeitsschritte: Wie liegt die Form am günstigsten auf der Arbeitsebene auf? Wie dicht müssen Wände und Füllungen verwebt werden? Läuft der Schlitten dafür besser in Strängen oder im Zickzack?

Überraschungen sind in der Ausführung immer noch möglich, vor allem, wenn’s eine Premiere ist. Einige Werkstücke landeten als Ausschuss im Mülleimer – nachdem Gerüst oder erste Ebene falsch gedruckt wurden oder weil die Arbeitsebene ungenau ausgerichtet war.


Im Härtetest

Nach zwei Tagen kontinuierlichen Ratterns und Surrens waren Lampenmaske und Schellen fertig. Würden sie nun auch halten? Ein Langzeittest war nicht erforderlich, es ging alles viel schneller. Kaum waren die Teile verbaut, saß Wasala zur Probefahrt auf. Die erste Kreuzung beendete das so vielversprechende Schicksal seines neuen Frontends, als ein Auto in seinen Weg rollte. Rumms! Mit gebrochenem Rad und gekrümmter Gabel lag das Bike auf dem Boden. Die Lampenmaske aber brach erst, als unser Wasala das Motorrad ungeschickt aufrichtete.    «

 

Kosten
Unser Arbeitsgerät war der 3-D-Drucker „Tronxy 5S“, den wir als Bausatz für 250 Euro erstehen konnten. Dazu kam ein Kilo Füllmaterial „Filament“ für 30 Euro. Dazu kommen bei einer Leistung von 250 Watt für zwei Tage außerdem knapp fünf Euro Stromkosten. Macht unterm Strich keine 300 Euro, vom noch vorhandenen Filament hätte locker eine zweite Maske gedruckt werden können – und der Drucker kann noch für viele weitere Projekte dienen.
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Stand:28 May 2018 03:07:57/magazin/druck+it+yourself_18503.html