3D-Druck einfach erklärt – Teil 3: Fehler erkennen und Drucke verbessern

Der erste 3D-Druck ist geschafft.

Wir wissen inzwischen, wie ein 3D-Drucker funktioniert, was Filament und PLA sind und wie ein Modell mit einem Slicer für den Druck vorbereitet wird.

Aber irgendwann passiert es:

Das Modell löst sich vom Druckbett. Eine Ecke steht plötzlich nach oben. Zwischen zwei Stellen hängen dünne Kunststofffäden. Oder die Oberfläche sieht einfach nicht so aus wie erwartet.

Keine Sorge: Fehldrucke gehören zum 3D-Druck dazu.

Und sie sind sogar hilfreich.

Denn wenn wir lernen, einen Fehler zu erkennen, können wir meistens auch seine Ursache finden.

In Teil 3 unserer Serie „3D-Druck einfach erklärt“ schauen wir uns deshalb die wichtigsten Probleme und Lösungen an.

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Die wichtigste Regel bei Problemen

Wenn ein Druck nicht funktioniert, sollten wir nicht sofort zehn Einstellungen verändern.

Besser ist:

Problem erkennen → Ursache vermuten → eine Sache verändern → erneut testen

Warum?

Wenn wir gleichzeitig Temperatur, Geschwindigkeit, Kühlung und Schichthöhe verändern und der nächste Druck funktioniert, wissen wir nicht, welche Änderung geholfen hat.

Beim 3D-Druck gehört Ausprobieren dazu.

Aber möglichst mit System.

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Problem 1: Der Druck haftet nicht

Eines der häufigsten Probleme beim 3D-Druck passiert direkt am Anfang.

Die erste Schicht haftet nicht richtig auf dem Druckbett.

Vielleicht wird das Filament von der Nozzle einfach wieder mitgezogen.

Oder das Modell löst sich nach einigen Minuten komplett.

Mögliche Ursachen

• Druckbett verschmutzt
• fettige Fingerabdrücke
• falsche Druckplatte im Slicer ausgewählt
• falsche Temperatur
• ungeeignete Filamenteinstellungen
• zu kleine Auflagefläche
• falscher Abstand zwischen Nozzle und Druckbett

Was können wir tun?

Als Erstes kontrollieren wir die einfachsten Dinge.

Ist das Druckbett sauber?

Ist im Slicer die richtige Druckplatte eingestellt?

Ist das richtige Filament ausgewählt?

Erst danach sollten weitere Einstellungen verändert werden.

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Die erste Schicht entscheidet

Wir haben es bereits in Teil 2 gelernt:

Die erste Schicht ist das Fundament unseres gesamten Drucks.

Deshalb lohnt es sich, sie genau anzusehen.

Die einzelnen Linien sollten sauber nebeneinander liegen und gut auf dem Druckbett haften.

Wenn bereits die erste Schicht schlecht aussieht, wird der Druck meistens nicht dadurch besser, dass wir einfach weiterdrucken.

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Problem 2: Die Ecken ziehen sich nach oben

Manchmal haftet das Modell zunächst gut.

Nach einiger Zeit ziehen sich aber die Ecken nach oben.

Dieses Problem nennt man:

Warping

Beim Abkühlen zieht sich Kunststoff etwas zusammen.

Dadurch entstehen Spannungen im Bauteil.

Sind diese Kräfte größer als die Haftung am Druckbett, können sich die Ecken lösen und nach oben ziehen.

Das passiert besonders häufig bei größeren Bauteilen und bestimmten Materialien.

PLA ist vergleichsweise einfach zu drucken, kann aber ebenfalls Warping zeigen.

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Was hilft gegen Warping?

Zuerst sollten wir wieder die einfachen Ursachen überprüfen:

• Druckbett reinigen
• richtige Druckplatte auswählen
• richtiges Filamentprofil verwenden
• Zugluft vermeiden
• erste Schicht kontrollieren

Zusätzlich kann ein Brim helfen.

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Was ist ein Brim?

Ein Brim ist ein dünner zusätzlicher Rand um unser Bauteil.

Stell dir einen Hut mit einer breiten Krempe vor.

Unser Bauteil bekommt beim Drucken ebenfalls eine zusätzliche Fläche rundherum.

Dadurch liegt mehr Kunststoff auf dem Druckbett.

Mehr Auflagefläche = bessere Haftung

Nach dem Druck wird der Brim einfach entfernt.

Ein Brim kann besonders sinnvoll sein bei:

• kleinen Auflageflächen
• hohen und schmalen Modellen
• großen Bauteilen
• Problemen mit Warping

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Problem 3: Überall hängen dünne Fäden

Zwischen verschiedenen Stellen des Modells befinden sich plötzlich dünne Kunststofffäden.

Sie sehen ein bisschen wie Spinnweben aus.

Dieses Problem nennt man:

Stringing

Stringing entsteht häufig, wenn während einer Bewegung etwas Kunststoff aus der Nozzle austritt, obwohl dort eigentlich nicht gedruckt werden soll.

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Was verursacht Stringing?

Mögliche Ursachen sind:

• zu hohe Drucktemperatur
• feuchtes Filament
• ungeeignete Retract-Einstellungen
• falsches Filamentprofil

Bei modernen Druckern sollte nicht sofort an komplizierten Einstellungen gearbeitet werden.

Zuerst kontrollieren wir:

Ist im Slicer wirklich das richtige Filament ausgewählt?

Danach lohnt sich ein Blick auf das Filament selbst.

Denn Kunststoff kann Feuchtigkeit aufnehmen.

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Kann Filament nass werden?

Ja.

Viele Filamente nehmen mit der Zeit Feuchtigkeit aus der Luft auf.

Natürlich sieht eine Rolle Filament deshalb nicht plötzlich nass aus.

Die Feuchtigkeit befindet sich im Material.

Beim Erhitzen kann sie zu Problemen führen.

Typische Hinweise auf feuchtes Filament können sein:

• knisternde Geräusche
• kleine Bläschen
• ungleichmäßige Oberfläche
• verstärktes Stringing
• schlechtere Druckqualität

Filament sollte deshalb möglichst trocken gelagert werden.

Luftdichte Boxen zusammen mit geeignetem Trockenmittel können dabei helfen.

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Problem 4: Das Modell sieht sehr grob aus

Vielleicht funktioniert der Druck technisch einwandfrei, aber die einzelnen Schichten sind deutlich sichtbar.

Dann sollten wir uns die Schichthöhe ansehen.

Zur Erinnerung:

Unser 3D-Drucker baut das Modell aus vielen einzelnen Schichten auf.

Bei einer üblichen 0,4-mm-Nozzle könnten wir zum Beispiel verwenden:

Eine kleinere Schichthöhe kann eine feinere Oberfläche erzeugen.

Sie hat aber einen Preis:

Der Druck dauert länger.

Deshalb benötigen nicht alle Modelle automatisch die feinste Einstellung.

Für viele technische Bauteile ist 0,20 mm bereits vollkommen ausreichend.

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Problem 5: Der Druck dauert ewig

Im Slicer steht plötzlich:

Druckzeit: 9 Stunden

Dabei ist das Bauteil gar nicht besonders groß.

Jetzt lohnt sich ein Blick auf die Einstellungen.

Besonders großen Einfluss können haben:

• Schichthöhe
• Infill
• Anzahl der Wände
• Supports
• Größe des Modells
• Geschwindigkeit

Eine extrem feine Schichthöhe benötigt sehr viele einzelne Schichten.

Viel Infill benötigt zusätzliches Material und Zeit.

Und unnötige Supports müssen ebenfalls gedruckt werden.

Deshalb gilt:

Nicht alles muss in maximaler Qualität gedruckt werden.

Bei einem einfachen Halter ist eine extrem feine Oberfläche möglicherweise völlig unnötig.

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Problem 6: Brauche ich wirklich 100 % Infill?

Ein typischer Anfänger-Gedanke lautet:

„Wenn das Bauteil stabil sein soll, nehme ich einfach 100 % Infill.“

Das ist meistens nicht notwendig.

Zur Erinnerung:

Infill ist die innere Füllstruktur unseres Bauteils.

Für viele normale Modelle reichen ungefähr:

10 bis 20 % Infill

Bei stärker belasteten Bauteilen kann mehr sinnvoll sein.

Aber:

Mehr Infill bedeutet nicht automatisch ein viel besseres Bauteil.

Häufig können zusätzliche Außenwände für die Stabilität wichtiger sein als eine nahezu vollständig gefüllte Mitte.

100 % Infill sollte deshalb bewusst und nicht einfach vorsichtshalber verwendet werden.

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Problem 7: Meine Supports sind überall

Der Slicer zeigt plötzlich große Mengen an Stützmaterial.

Bevor wir auf „Drucken“ klicken, sollten wir uns fragen:

Kann ich das Modell anders auf das Druckbett legen?

Die Ausrichtung eines Modells beeinflusst enorm, wie viele Supports benötigt werden.

Manchmal reicht bereits eine Drehung des Modells und ein großer Teil der Supports verschwindet.

Das spart:

• Filament
• Druckzeit
• Nachbearbeitung

Und häufig sieht die Oberfläche anschließend sogar besser aus.

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Warum kann der Drucker nicht einfach alles drucken?

Der Drucker benötigt normalerweise eine vorhandene Schicht, auf die er die nächste Schicht legen kann.

Bei einem starken Überhang fehlt irgendwann Material unter der Nozzle.

Der Drucker müsste praktisch in die Luft drucken.

Kleine Überhänge und Brücken können funktionieren.

Bei größeren oder ungünstigen Bereichen werden Supports notwendig.

Deshalb ist die Ausrichtung eines Modells ein wichtiger Teil der Druckvorbereitung.

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Problem 8: Es kommt kein Filament aus der Nozzle

Der Drucker bewegt sich, aber es kommt kein Kunststoff heraus.

Dafür gibt es verschiedene mögliche Ursachen.

Zum Beispiel:

• Filament ist nicht richtig geladen
• Filament ist verklemmt
• Extruder greift das Filament nicht
• Nozzle ist verstopft
• Temperatur ist nicht korrekt
• Filamentweg ist blockiert

Zuerst sollte kontrolliert werden, ob das Filament korrekt geladen wurde.

Anschließend kann geprüft werden, ob sich Filament bei aufgeheizter Nozzle kontrolliert fördern lässt.

Bei Arbeiten an Extruder oder Hotend gilt besondere Vorsicht:

Die Nozzle kann über 200 °C heiß sein.

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Problem 9: Das Bauteil bricht zu leicht

Jetzt wird es interessant.

Das Modell sieht perfekt aus, bricht aber unter Belastung.

Dann reicht es nicht, einfach nur das Infill zu erhöhen.

Wir müssen verstehen, wie unser Bauteil gedruckt wurde.

Ein FDM-Druck besteht aus vielen einzelnen Schichten.

Zwischen diesen Schichten kann ein Bauteil unter Umständen leichter brechen.

Deshalb ist bei belasteten Bauteilen eine wichtige Frage:

In welche Richtung wirken später die Kräfte?

Die Ausrichtung auf dem Druckbett beeinflusst nicht nur Supports und Oberfläche.

Sie beeinflusst auch die mechanischen Eigenschaften des Bauteils.

Bei technischen Bauteilen sollte deshalb bereits vor dem Slicen überlegt werden, wie das Teil später belastet wird.

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Temperaturen: Ist heißer besser?

Nein.

Jedes Filament besitzt einen geeigneten Temperaturbereich.

Bei PLA liegt die Drucktemperatur häufig ungefähr zwischen 190 und 230 °C.

Der richtige Wert hängt jedoch vom jeweiligen Filament ab.

Zu kalt kann beispielsweise zu schlechter Materialverbindung führen.

Zu heiß kann unter anderem Stringing und eine schlechtere Oberfläche begünstigen.

Deshalb sollten zunächst die Herstellerangaben beziehungsweise das passende Filamentprofil verwendet werden.

Auch hier gilt:

Nicht verändern, nur weil es eine Einstellung gibt.

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Die Vorschau verhindert viele Fehler

Bevor wir einen Druck starten, sollten wir uns angewöhnen, kurz durch die Vorschau des Slicers zu gehen.

Das dauert vielleicht eine Minute.

Diese Minute kann aber mehrere Stunden Druckzeit sparen.

Unser kurzer Druck-Check

Vor dem Start kontrollieren wir:

Drucker: Ist der richtige Drucker ausgewählt?

Druckplatte: Ist die richtige Platte eingestellt?

Filament: Ist das richtige Material ausgewählt?

Ausrichtung: Steht das Modell sinnvoll?

Supports: Werden sie benötigt?

Infill: Ist die Menge sinnvoll?

Schichthöhe: Passt sie zum gewünschten Ergebnis?

Vorschau: Wird das Modell vollständig und sinnvoll aufgebaut?

Druckbett: Ist es sauber?

Dann kann der Druck starten.

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Nicht jeden Fehldruck sofort wegwerfen

Fehldrucke können sehr hilfreich sein.

Schauen wir uns das misslungene Bauteil genau an.

Wo ist der Fehler entstanden?

Direkt auf dem Druckbett?

Dann könnte die erste Schicht das Problem sein.

Nur an den Ecken?

Vielleicht Warping.

Zwischen einzelnen Bereichen?

Vielleicht Stringing.

Nur bei starken Überhängen?

Vielleicht fehlen Supports.

Immer auf derselben Höhe?

Dann lohnt sich ein genauerer Blick auf Drucker, Filament und Modell.

So lernen wir mit jedem Druck etwas dazu.

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Die wichtigsten Fehler auf einen Blick

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Die goldene Regel beim 3D-Druck

Beim 3D-Druck gibt es sehr viele Einstellungen.

Das bedeutet aber nicht, dass wir alle verändern müssen.

Gerade moderne Drucker und Slicer besitzen gute Standardprofile.

Deshalb lautet eine der wichtigsten Regeln für Einsteiger:

Erst drucken, dann beobachten, dann gezielt optimieren.

Wenn etwas funktioniert, gibt es keinen Grund, wahllos Einstellungen zu verändern.

Wenn etwas nicht funktioniert, verändern wir möglichst nur eine Sache gleichzeitig.

So verstehen wir nach und nach, welchen Einfluss eine Einstellung tatsächlich hat.

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Vom Drucken zum eigenen Konstruieren

Nach den ersten erfolgreichen Drucken kommt der nächste große Schritt.

Bisher haben wir fertige Modelle verwendet.

Aber richtig spannend wird 3D-Druck, wenn wir feststellen:

„Das Teil, das ich brauche, gibt es noch gar nicht.“

Dann können wir es selbst konstruieren.

Mit einem CAD-Programm können eigene Bauteile entstehen:

• Ersatzteile
• Halterungen
• Gehäuse
• Adapter
• Werkzeuge
• technische Modelle
• Bauteile für eigene Projekte

Aus:

„Ich suche ein passendes Teil.“

wird:

„Ich konstruiere mir ein passendes Teil.“

Genau an diesem Punkt wird der 3D-Druck vom Drucker für fertige Modelle zu einem echten Werkzeug für eigene Ideen.

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Geschafft: Die Grundlagen des 3D-Drucks sitzen

In unserer dreiteiligen Serie haben wir den kompletten Einstieg kennengelernt.

Teil 1: Wie funktioniert 3D-Druck?

Wir haben gelernt, was FDM, Filament, PLA, Extruder, Hotend, Nozzle und Slicer bedeuten.

Teil 2: Vom Modell zum ersten Druck

Wir haben ein digitales Modell vorbereitet, gesliced und unseren ersten Druck gestartet.

Teil 3: Fehler erkennen und Drucke verbessern

Jetzt kennen wir außerdem wichtige Begriffe wie:

• Warping
• Brim
• Stringing
• Infill
• Supports
• Layer Height

Damit ist die wichtigste Grundlage geschaffen.

Ab jetzt heißt es:

ausprobieren, beobachten, verstehen und eigene Ideen umsetzen.

Denn genau das macht den 3D-Druck so spannend.

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Alle Beiträge dieser Serie

• Teil 1: Was ist 3D-Druck?
• Teil 2: Vom 3D-Modell zum ersten Druck
• Teil 3: Fehler erkennen und Drucke verbessern (Aktuell)