Quellen für druckbare Objekte

Das größte Problem beim 3D-Druck ist es die Quellen für zu druckende Objekte zu bekommen. Am besten ist natürlich "Blender lernen und selbst entwerfen", aber für viele Fälle gibt es bereits fertige Lösungen so dass man das Rad nicht neu erfinden muss.

Hier eine Liste der Seiten (mit kurzer Bewertung, Stand Anfang 2020) die ich besucht habe.

Thingieverse.com

Bisher die beste Seite die ich gefunden habe. Lädt leider etwas langsam, bietet aber eine sehr gute Übersicht. Es ist viel Kram dort, und in letzter Zeit tauchen immer wieder als Objekt getarnte Werbeartikel auf. Dadurch wird die "Neue Objekte"-Funktion praktisch nutzlos denn mindestens die Hälfte davon ist Spam.

Dateien können ohne Anmeldung heruntergeladen werden.

ShareCG.com

Hat auch viele nutzbare Dateien, allerdings sind die Vorschaubilder extrem klein. Oft wird erst nach Anwahl eines Objekts klar dass es absolut furchtbar aussieht.

MyMinifactory.com

Wie der Name sagt ist hier der Fokus auf Figuren für Rollenspiele oder Dioramen. Es gibt ein paar schöne kostenlose Modelle, aber die meisten kosten etwas. Sehen aber auch so aus als ob sie es wert sind.

CGTrader.com

Nicht zu empfehlen: Ständig poppen irgendwelche Aktionen auf ("Spare $20!" ...). Sucht man nach kostenlosen Objekten werden einem auch JEDE MENGE kostenpflichtige Objekte angezeigt die das gleiche Schlüsselwort haben. Zum Beispiel suchte ich ohne Schlüsselwörter und zwei Drittel der Ergebnisse sind kostenpflichtig, vermutlich weil sie "royalty free" sind, also ohne weitere Lizenzgebühren eingesetzt werden können.

Eines der Ergebnisse war ein Aston Martin. Wählt man ihn an öffnen sich erst einmal ein halbes Dutzend Bilder von Aston Martins mit kostenpflichtigen Dateien und irgendwo weiter unten dann der Link auf die Datei. Wählt man diese an muss man erst einmal 20 Sekunden warten, dann öffnet sich ein Fenster mit einem Downloadlink. Erst hier erfährt man ob man mit der Datei überhaupt etwas anfangen kann - viele Objekte liegen im Format für die Unity Engine vor.

Tja, und will man das dann herunterladen muss man sich anmelden.

Sorry, aber bei diesem ganzen Gebahren glaube ich nicht dass meine Mailadresse vertraulich behandelt wird, wahrscheinlich wird sie sofort an Spammer verkauft.

Sketchfab

Nett gemacht, aber ALLES kostet Geld. Dafür sehen die Modelle richtig gut aus, hier lohnt es sich vermutlich mal genauer zu suchen wenn man etwas qualitativ hochwertiges will.

Cult3d.com

Sehr viele Modelle, aber etwas unübersichtlich. Warum zum Beispiel beim Suchbegriff "Railway" eine Figur auftaucht die "Cannibal" heißt erschließt sich mir nicht gerade.

Es scheint alles kostenlos zu sein, aber ich habe nicht genau gesucht. Leider ist die Markierung ob und was ein Gegenstand kostet extrem klein ausgefallen. Auch für einen kostenlosen Download muss man sich anmelden.

Free3D.com

Entgegen des Namens sind 80% der Gegenstände kostenpflichtig, aber von sehr wechselhafter Qualität. Die kostenlosen Gegenstände sehen mit wenigen Ausnahmen so aus als hätte sie jemand während des Blender-Tutorials entworfen und hochgeladen. Leider trifft das auch für viele der kostenpflichtigen Dateien zu.

https://pinshape.com/

Sieht interessant aus, sehr viele Modelle.

Erfordert eine Anmeldung.

Desktop Heroes

Eine kostenpflichtige Seite auf der man Miniaturen für Rollenspiele selbst gestalten kann - inklusive Kleidung, Bewaffnung und Position. Man kann sie sich drucken lassen oder das Modell herunterladen - Kosten sind $3-5.

https://desktophero3d.com/

Hero Forge

Das gleiche Prinzip wie Desktop Heroes, kommt mir aber etwas umfangreicher und detaillierter vor. Wer einen Zauberer in Sci-Fi-Rüstung und Häschenpantoffeln gestalten will ist hier richtig. Der Preis ist allerdings auch etwas höher als bei Desktop Heroes - eine Figur heunter zu laden kostet locker $8.

https://www.heroforge.com/

Shapeways

Hier gibt es zwar immens viele Modelle, aber ich habe nichts zum direkten Herunterladen gefunden - kein Wunder, denn das Konzept von Shapeways ist es das gedruckte Erzeugnis zu verkaufen, nicht das Modell selbst.

TinkerCAD

Eigentlich ist TinkerCAD dafür gedacht 3D-Modelle im Netz zu bearbeiten, aber viele Benutzer teilen ihre Werke.

Die Suche ist aber nicht sehr gut 

Tipps und Tricks zum Resindruck

Nachdem ich die ersten Drucke durchgeführt habe hier ein paar Dinge die mir aufgefallen sind

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Tipps und Tricks zum Resindruck

Nachdem ich die ersten Drucke durchgeführt habe hier ein paar Dinge die mir aufgefallen sind

Alkohol reinigen

Eine große Menge des Isopropanols befindet sich im Pott mit dem die Werkstücke von überschüssigem Resin gereinigt werden. Er ist relativ schnell verdreckt und voller Resin - kann man ihn irgendwie weiterverwenden?

Meine erste Idee war den Topf einfach geschlossen in die Sonne zu stellen. Das Resin würde aushärten und man kann den Alkohol dann einfach ausfiltern, oder?

Im Prinzip funktionierte das, aber das Resin bildete keinen schönen, festen Block den man entfernen konnte sondern einen Matsch aus Alkohol und winzigen Resin-Stückchen. Ein paar ließen sich mit einem Sieb abfiltern, aber der meiste Teil war zu klein für ein herkömmliches Sieb. Sowohl die Lackfilter als auch mein Permanent-Filter waren extrem schnell zugesetzt und nicht wirklich nutzbar.

Einigermaßen erfolgversprechend waren Kaffeefilter. Aus ihnen kam fast klarer Alkohol zurück. Allerdings setzten auch diese sich sehr schnell zu so dass ich für einen Filtervorgang vier bis fünf davon brauchte. Dabei blieb so viel Alkohol in den Filtern selbst dass sich das Filtern eigentlich nicht wirklich lohnte - ich verlor etwa drei Viertel des Alkohols. 

Lässt man den Alkohol für ein paar Tage in der Sonne stehen entsteht ein etwas festerer Film den man besser vom Alkohol trennen kann, aber dann muss man den Becher gründlich reinigen.Dabei und beim Hin- und Herschütten des Alkohols geht auch wieder einiges des Alkohols verloren.

Also lieber einfach komplett entsorgen, das Ergebnis lohnt den Aufwand nicht.

Werkstück klebt an Folie

Nach dem ersten Folientausch schaffte ich es nicht vernünftige Druckergebnisse zu erzielen. Die Werkstücke blieben zumindest teilweise an der Folien hängen und wurden darum nicht korrekt gedruckt.

In einem Forum habe ich zwei Lösungswege gefunden:

1) das Werkstück im Slicer um 45° zu drehen damit die Oberfläche die mit der Folie in Kontakt steht möglichst gering ist

2) Unterhalb des Trays Klebestreifen aufbringen damit Luft unter die Folie kommen kann.
Beim Hochfahren der Druckplatte soll sich die Folie nach oben wölben können damit sich das Werkstück leichter löst. Wenn die Folie direkt auf dem Display sitzt kann es sein dass sich ein Vakuum bildet und die Folie nicht abhebt - dann ist die Gefahr größer dass das Werkstück an der Folie kleben bleibt.

Der Tesafilm ist übrigens UNTER dem silbernen Klebestreifen. Er war der erste Versuch und hat keine Verbesserung gebracht, vermutlich weil er nicht dick genug ist.

Ein weiterer Punkt: sowohl Tank als auch Bildschirm sollten nicht feucht sein, sonst wird das Ablösen auch behindert. Darum müssen beide bevor man den Tank aufsetzt schön trocken sein.

Ständer für den Tank

Wenn man den Tank reinigt oder aus sonstigen Gründen entfernt muss man sehr vorsichtig sein, denn die empfindliche und teure FEP-Folie ist am tiefsten Punkt. Jede Unebenheit hinterläst Kratzer die den Druck beeinflussen können.

Benutzer phraust hat auf Thingiverse einen Rahmen veröffentlicht der als Ständer unter den Tank kommt und das Ganze viel entspannter gestaltet.

Stützen oder nicht?

Sollte ein Werkstück mit Stützen versehen werden oder lieber nicht?

Die Seite auf der die Stützen sind wird durch diese Stützen normalerweise ziemlich verunstaltet, darum macht es Sinn diese nur sparsam einzusetzen. Allerdings helfen sie auch beim obigen Problem (das Werkstück bleibt an der Folie kleben) und vereinfachen das Ablösen des Werkstücks von der Metallplatte.

Bei Überhängen kommt man um Stützen nicht herum, ansonsten empfehle ich so wenige wie möglich zu verwenden. 

Chitubox setzt Unmengen von Stützen wenn man die Automatik machen läßt. Viele davon sind auch so dicht am Werkstück dass sie mit dem Werkstück verschmelzen. Wer die Stützen selbst setzt hat sicherlich bessere Ergebnisse. 

Hier zwei Beispiele was geht und was nicht. Die beiden Figuren habe ich manuell mit Stützen für das Schwert versehen. Sowohl der Umhang, der Schweif auf dem Helm sowie der Rock zwischen den Füßen hängen eigentlich in der Luft und Chitubox würde hier einen Wald von Stützen anbringen. Dennoch ließ sich die Figur ohne Probleme drucken:

Gegenbeispiel: Im selben Druckvorgang habe ich diese Schwertmeisterin gedruckt, und die Arme sowie das Schwert wurden nicht korrekt dargestellt:

 

Anfang 2020 legte ich mir einen 3d-Drucker zu und möchte hier die ersten Erfahrungen teilen.

Erfahrungen mit dem Elegoo Mars 3d-Drucker

Da ich viel für die Modellbahn drucken will fiel meine Wahl auf den Elegoo Mars-Drucker der mit einem Resin arbeitet das unter UV-Bestrahlung aushärtet. Dieses Resin ist ein ziemlich übles Zeug das man nicht an die Hände bekommen sollte, und es lässt sich auch nicht mit Wasser wegwaschen - dazu benötigt man Reinigungsalkohol.

Das bedingt eine Menge an notwendigem Zubehör:

Zubehör

Abgesehen vom Drucker und diversen Flaschen des Resins benötigt man noch viel zum Schutz der Gesundheit und der Wohnung. Die Links sind "Affiliate-Links", d.h. wenn ihr darüber einkauft erhalte ich einen minimalen Bonus.

Zunächst einmal habe ich meinen Drucker auf ein billiges Plastiktablett gestellt, denn auch bei vorsichtigem Umgang mit dem Resin fällt gerne mal ein Tropfen daneben.

Reinigungsalkohol oder Isopropanol kann man auch nicht genug haben. Sowohl zum Reinigen des Druckers und der Arbeitsfläche als auch zum Entfernen von überschüssigem Resin wird dieser in Unmengen verbraucht. Damit ich nicht jedesmal mit einem unhandlichen Kanister umgehen muss habe ich den Alkohol in Literflaschen gekauft, das war nur unwesentlich teurer. Inzwischen sind die Preise (vermutlich wegen Corona-Hamsterkäufen) heftig gestiegen - ich habe für 6l 17€ bezahlt. Theoretisch soll auch Spiritus gehen, das habe ich noch nicht ausprobiert. 

Inzwischen habe ich viel mit Spiritus gearbeitet der billiger und leichter zu bekommen ist. Bisher habe ich keinen Unterschied feststellen können.

Bei beiden soll man das Druckerzeugnis gut spülen bevor man es final aushärtet damit keine Rückstände zurückbleiben. 

Weil der Alkohol sehr stinkt ist eine echte Filtermaske empfehlenswert, und Einweg-Handschuhe zum Schutz vor Resin und Alkohol. Beides ist beim Drucker enthalten, aber nach wenigen Druckvorgängen benötigt man mehr.
Ein Vorteil der Einweghandschuhe gegenüber mehrfach verwendbaren Exemplaren ist dass man diese nicht putzen muss und auch noch gebrauchtes Material in die Handschuhe einwickeln kann so dass man sie sauber entsorgen kann. Da die Handschuhe ja Resin abbekommen werden könnten sie unbrauchbar werden wenn dieses Resin am Handschuh aushärtet, abgesehen davon verschmutzt dieses Resin die Teile die man reinigen will.

Dann benötigt man eine Menge Papier zum Reinigen und Unterlegen. Ich arbeite im Moment noch mit Küchenrollen, bin aber schon auf der Suche nach besseren Alternativen denn sie sagen relativ viel des Isopropanols auf. Im Moment habe ich eine dicke Schicht aus alter Zeitung und darauf zwei bis drei Lagen Küchenpapier das ich regelmäßig austausche.

Eine Box zum "Abstreifen" der Druckwerke macht Sinn, denn egal wie lange man sie abtropfen lässt, irgendwo hängt immer noch etwas nicht ausgehärtetes Resin in einem Winkel und spritzt beim Trennen des Druckwerks von der Platte. Ich habe hier eine Vorratsdose im Einsatz die ich mit Papier auslege.

Ein überraschend nützliches Teil ist ein verschließbarer Behälter für Gurken usw. Da er eine Gummidichtung hat schließt er absolut sicher und man kann durch kräftiges sein Werkstück darin wunderbar mit dem Reinigungsalkohol vermischen und das Resin auch aus der kleinsten Ritze spülen.
Ein netter Bonus ist das enthaltene Sieb mit dem man das Werkstück problemlos aus dem Alkohol entfernen kann.

 

Einen Metallspatel sowie diverse Plastikspatel. Beides liegt dem Drucker bei, aber der Plastikspatel ging sehr schnell kaputt.
Ich verwende den Metallspatel zum Trennen des Druckwerks von der Metallplatte. Der Plastikspatel wird eingesetzt wenn ich etwas vom FEP-Film abkratzen muss, etwa Fehldrucke. Das schadet dem Film weniger, ist aber immer noch recht brutal so dass ich hier nach einer besseren Option suche.

 

Ersatzfolien sollte man auch rechtzeitig bestellen. Meine war nach zwei Wochen so zerkratzt und unduchsichtig dass kein Druck mehr klappte. Eigentlich hieß es dass dem Drucker fünf Stück beiliegen würden, das war bei mir nicht der Fall. Die Folie die ich zuerst verwendet habe war extrem empfindlich und die Drucke mit ihr haben nicht funktioniert, aber das lag unter Umständen daran dass die Folie zu stark am Display haftete. Ich habe eine andere Folie bestellt, diese werde ich demnächst testen.

 

Einen großen Trichter sowie Filter zur Filterung von Sprühlack zum zurückgießen des Resins in die Flasche. Ich hatte mir einen Dauerfilter aus Metall besorgt, bin aber überhaupt nicht zufrieden damit. Er ist relativ klein so dass man nicht alles Resin hineingießen kann, und dann setzt sich das Gitter auch schnell zu so dass gar nichts mehr durchgeht.

Inzwischen verwende ich einen regulären Trichter in den ich Lacksiebe einlege. 

 

Eine UV-Lampe und ein (solar betriebener) Drehteller zum endgültigen Aushärten des Objektes. Beim Druck werden nur die ersten acht bis zehn Ebenen lange belichtet, die folgenden Ebenen werden deutlich kürzer belichtet. Deswegen sind diese oft noch etwas weich und nachgiebig und müssen nachgehärtet werden. Das geht sehr gut indem man sie einfach in die Sonne stellt, wenn das aber nicht möglich ist hilft eine UV-Lampe. Das verlinkte Exemplar bietet 30W und erreicht nicht ganz die erwünschte Wellenlänge von 405nm, hilft aber dennoch gut bei der finalen Aushärtung. Ob weniger Watt ausreichen würden kann ich nicht sagen, vermutlich ist es egal - aber der Preis war nur minimal geringer so dass ich die 30W-Version kaufte.
Der Drehteller hilft die Gegenstände von allen Seiten auszuhärten.

 

Weiterhin habe ich mir ein billiges Sieb und eine große Pinzette besorgt. Die Elektronikzange zum Abtrennen der Stützen liegt bei und ist, obwohl sie ein recht billiges Modell ist, absolut ausreichend.

 

Logischerweise werden weder Sieb noch Pinzette jemals wieder für Lebensmittel verwendet.

Da der Elegoo Mars den Bildschirm eines Smartphones zur Belichtung verwendet sind die Teile auf diese Größe begrenzt. Manche Dinge kann man zwar durch kreative Rotation in das Volumen zwängen, aber dazu sind meistens viele Stützstrukturen notwendig. Diese zu entfernen ist mühsam, man kann leicht das Werkstück dabei beschädigen und sie hinterlassen gerne auch unschöne Spuren die man beseitigen muss. Außerdem ist das ausgehärtete Resin sehr steif und bricht leicht.

Da ich eine Steuerrückzahlung erhalten hatte und die 3D-Drucker inzwischen sehr billig sind legte ich mir einen Filamentdrucker zu, den Ender 3 Pro.

Filament-Drucker Ender 3 Pro

Zusammenbau

Der Drucker kommt als Teilbausatz - die Hauptgruppe ist schon fertig, es müssen lediglich einige Teile angeschraubt werden. Die Anleitung ist etwas dürftig, ich habe mir vorher ein paar Videos auf Youtube angesehen in denen es besser erklärt wurde. Dennoch habe ich an zwei Stellen ein Teil verkehrt eingebaut und musste den Drucker teilweise wieder zerlegen.

Inklusive dieser Rückschritte hat der Aufbau aber nur etwa 90 Minuten gedauert und war eigentlich nicht besonders anspruchsvoll - man muss die Anleitung eben genauer anschauen.

Inzwischen habe ich einige Erweiterungen installiert, diese bespreche ich später.

Drucken

Genauso wie beim Elegoo müssen die Werkstücke in Schichten zerlegt werden, das erledigt eine "Slicer" genannte Software. Heraus kommen in diesem Fall CNC-Bewegungsbefehle, der sogenannte G-Code. Da sich der Drucker in drei Richtungen bewegt sieht der Druckvorgang etwas interessanter aus als beim Elegoo der einfach nur langsam nach oben fährt.

Der Drucker schmilzt eine Plastikschnur ("Filament" genannt) die auf eine Rolle aufgewickelt verschickt wird. Der Drucker kommt mit etwas Filament ohne Rolle, und bei den ersten Probedrucken zeigte sich gleich ein Problem dieses Verfahrens: das Filament verwickelte sich mit einem anderen Strang und der "Extruder" (der Motor der das Plastik einzieht) zog so lange an bis das Plastik riß. Glücklicherweise war es ein kleines Werkstück und der Rest reichte gerade noch so. Ich habe bei Thingiverse eine Führung gefunden die den Winkel in dem das Filament geführt wird etwas verbessert.

Im Gegensatz zu einem Resin-Drucker sind die Teile nach dem Druck sofort verwendbar, es müssen höchstens die Hilfsstrukturen entfernt werden. Das Waschen und Nachhärten des Resins entfällt komplett. Allerdings sind die "Höhenlinien" sehr deutlich zu sehen, siehe das Bild. Besonders am Dach und der Bugreling kann man sehen wie die Linien erscheinen.

Obwohl die ersten Stücke ganz gut gelangen hatte ich bald viele Fehldrucke. Es stellte sich heraus dass sich das Bett recht schnell verstellte und neu nivelliert werden muss. Außerdem war mein Bett in der Mitte am tiefsten, d.h. wenn ich die Nivellierung am Rand ideal einstellte war dort wo das Werkstück gedruckt wurde zu viel Abstand.

Außerdem war ich etwas zaghaft was Hilfsstrukturen anging, und viele Teile lösten sich beim Drucken vom Druckbett. Inzwischen lasse ich einen breiten, flachen Rand um das Werkstück drucken und habe auch einige Veränderungen am Druckbett vorgenommen, mehr dazu unter "Umbauten".

 

 

Umbauten und Erweiterungen

Der Ender 3 Pro hat gegenüber dem "normalen" Modell nur ein paar Detailverbesserungen: bessere Alu-Streben, ein besseres Netzteil, größere Schrauben zum Nivellieren des Bettes sowie eine magnetische Matte die das Entfernen von Werkstücken vereinfacht. Auch ein paar Designschwächen wurden verbessert, so lag der Einlaß eines Lüfters direkt neben den Druckbett und war dadurch ständig in Gefahr Kleinteile und Reste des Drucks einzusagen. Das wurde beim Pro-Modell behoben.

Die großen Schrauben an sich sind schon viel wert - ich will gar nicht wissen wie lästig das Nivellieren ohne sie wäre. 

Mit der magnetischen Bett-Auflage war ich nicht so zufrieden, aber vielleicht war ich da zu schnell. Ich habe schnell eine Glasauflage besorgt denn mein Druckbett war in der Mitte ziemlich niedrig was das Ausrichten schwer machte. Die Ausgleichsfedern waren ein wenig zu kurz, und auch diese habe ich ersetzt.

Die Federn gab es in einem Paket mit einem Extruder aus Metall zu fast dem gleichen Preis wie einzelne Federn, darum habe ich diesen gleich mit gekauft.

Die größte Änderung ist ein System namens "OctoPrint". Hier kann ein Raspberry an den Drucker angeschlossen werden mit dem man den Drucker direkt steuern und auch über eine Kamera beobachten kann. Da der Drucker lange braucht ist es hilfreich sehen zu können ob der Druck funktioniert oder ob etwas schief gelaufen ist ohne jedes Mal aufstehen zu müssen.

Inzwischen habe ich ein Equivalent für den Elegoo Mars gefunden: https://github.com/luizribeiro/mariner/blob/master/docs/install.md.

Vergleich der Methoden

Das Drucken verläuft komplett anders als beim Resin-Druck. Der Elegoo Mars belichtet immer die komplette Ebene, der Ender muss jede Stelle abfahren an der Material deponiert werden soll. Glücklicherweise erledigt die Slicer-Software diese Berechnungen.

Schnell stellte sich heraus dass das Nivellieren eines der Hauptprobleme ist. Ich musste permanent nachregeln. Vom Mars war ich gewöhnt dass ein neues Nivellieren nur nach größeren Änderungen notwendig war - beim Ender passiert das immer wieder. Und da das Bett beheizt ist und sich beim Heizen ausdehnt war der Aufwand auch höher: dem Drucker mitteilen "ich will nivellieren, also heize bitte". Dann muss ich erst warten bevor die Arbeitstemperatur erreicht ist und dann den Drucker mühsam einstellen.
Schnell fand ich heraus dass es einen Sensor gibt der das für mich erledigt - die 50€ machen das Drucken deutlich einfacher.

Der Hauptgrund warum ich den Ender kaufte war dass das ausgehärtete Material des Mars sehr hart und spröde ist und leicht bricht. Auch der größere Bauraum war interessant, aber das war zweitrangig.

Allerdings musste ich feststellen dass die Werkstücke immer noch problematisch sind wenn man sie falsch druckt. Kräfte die parallel zur Druckrichtung wirken sind sehr problematisch, denn  die Schichten haben nicht allzu viel Haftkraft (vermutlich hängt das auch von der Schichtdicke ab) und es passiert leicht dass sich die Werkstücke unter Zug zerfasern.

Hier kann es helfen die Werkstücke im Slicer anders zu positionieren. Ich bin hier noch zu sehr im Resin-Modus bei dem es umso länger dauert je höher das Werkstück ist. Beim Ender ist das egal, er muss sowieso alle Stellen abfahren.