3D-Druck – Cura 3.3 mit neuen Funktionen

3D-Druck – Cura 3.3 mit neuen Funktionen

Vor wenigen Tagen ist das Release 3.3. des Slicer Cura erschienen.
Es lohnt sich in das Kleingedruckte zu schauen und einige Neuerungen auszuprobieren.
Ich hatte bereits das Beta Release getestet und gehe an diese Stelle auf ein paar interessante Funktionen ein.

Real bridging

Endlich hat Cura einen Brückenmodus. Simplify3D konnte dies schon länger.
Er wird noch unter „experimental feature“ geführt.
Bisher wurden Brücken wie normale Außenflächen, also Wände und Füllung behandelt. Dies führte zu keinen guten Ergebnissen bei Brücken.
Ein Test mit der Beta brauchte mit den Grundeinstellungen von „Real bridging“ noch keine Verbesserung. Die Brücke wurde erkannt und das Slicen verändert. Vielleicht lag es an der niedrigen Geschwindigkeit von 15mm/s im bridging Modus. Es gibt weitere Parameter die es zu testen gilt.

Connected infill lines

Verbundene Infill Linien bei Gitter und Dreieck-Füllmustermuster sorgen quasi für eine zusätzliche Wandschicht. Füllmuster und Innenwand sollten damit eine festere Verbindung eingehen.
Das Feature kostet etwas Zeit und Material, könnte aber bei festen Teilen sinnvoll sein. “3D-Druck – Cura 3.3 mit neuen Funktionen” weiterlesen

Der Anet A6 im Test – unerwartet gute 3D-Drucke

Der Anet A6 – ein günstiger 3D-Drucker Bausatz

Wir bekamen das Angebot einen Anet A6 zu testen. Da ich gerade die CT Make 2018-01 mit dem Test des Anet A8 in der Hand hatte, war ich sehr gespannt sich wie der A6 bei uns in der Praxis schlägt.

Der Anet A6 ist ein typischer Druckerbausatz nach dem Prusa Prinzip.
Der 220 x 220 x 250 cm Bauraum, beheiztes Druckbett, großes Display und ein attraktiver Preis wecken Interesse.

Anet A6 – Lieferung und Bestandteile

Unser Anet A6 wurde aus Tschechien geliefert. Das gut 10 kg schwere Paket war innerlich und äußerlich unversehrt und machte einen sehr ordentlichen Eindruck.
Der Lieferumfang war vollständig. Es gab allerdings keine gedruckte Packliste zum Vergleichen. Auch keine sonstigen gedruckten Dokumente.
Anfangs fehlten eine Madenschraube der 5×8 Kupplung und eine Klemmschraube vom Controller. Diese fanden sich dann in der Verpackung.
Die Einzelteile waren sehr ordentlich verpackt. Selbst Schrauben und Muttern waren alle nach Größe getrennt. Mein Folgertech Drucker war mal mit 500 Teilen in einer Tüte gekommen, das weiß man so etwas zu schätzen.
Einzig die beiden 5×8 Koppler sahen etwas oxydiert aus. Die Gewindestangen des Rahmens sind wiederum aus Edelstahl.

Der Anet A6 - ein aufgeräumtes Paket
Der Anet A6 – ein aufgeräumtes Paket

Der Extruder und die beiden Z-Führungen kommen komplett vormontiert.
Neben den eigentlichen Druckerbauteilen werden etwas Werkzeug, 500g Filament und ein USB Adapter für Micro SD Karten inkl. Karte mitgeliefert. Die SD Karte enthält Dokumentation und Treiber.

Der Anet A6 - ein aufgeräumtes Paket 2
Der Anet A6 – ein aufgeräumtes Paket 2

Design

Einen Designpreis wird der Anet A6 nicht gewinnen. Das Gerät ist auf Effizienz in der Fertigung und Entwicklung getrimmt. Die eckigen Z-Schlitten wirken etwas grobschlächtig und passen so gar nicht zum Design der darunter liegenden abgerundeten Motorhalterungen. Das Acryl ist herstellungsbedingt etwas scharfkantig.

 

Dokumentation

Wie man es schon gewohnt ist, lag keine gedruckte Bauanleitung bei. Allerdings hatten meine Drucker aus den USA und Spanien auch darauf verzichtet.
Stattdessen lag die übliche SD-Karte nebst Adapter bei. In der Regel sind die beigefügten Dokumente veraltet und wenig hilfreich. Der Anet A6 hat mich diesmal sehr positiv überrascht. Das  PDF mit der Aufbauanleitung war sehr eindeutig und leicht zu verstehen.
Auf der SD Karte finden sich noch weitere Anleitungen zur Inbetriebnahme, Cura-Installation und ein Troubleshooting Guide.

Anet A6 Aufbau

Mechanik

Man nehme sich einen sehr großen Tisch, ein Notebook und in meinem Fall 6h Zeit. Die ersten 20 Minuten ist man damit beschäftigt das Schutzpapier von den Acryl-Teilen zu ziehen. Der Lasercut ist sauber, die Ränder sind dieser Technik geschuldet auch etwas scharfkantig. Der Laser hat einige Öffnungen etwas zu groß geschnitten. Aber dazu später mehr.
Die Verbindung der Acrylteile ist echt unkompliziert. Ich möchte aber immer noch die Schrauben etwas fester ziehen. Aber aus Sorge um ausreißendes Acryl halte ich mich zurück.

Der Alu-Drucktisch wird für mich zur blutigen Angelegenheit. Ich schneide mich an dem scharfen Grat an der Unterseite. Ich vermute es sind Stanzteile. Als so instabil wie beim Make Test des A8 habe ich ihn nicht empfunden.
Der Einbau der der Linearführungen wird zum Problem. Diese rasseln schon im Handbetrieb so laut, dass ich da abbreche und meine eigenen einbaue. Diese sind auch nur ein Euro Teile, aber um Klassen besser.

Beim Schneiden der Zahnriemen dachte ich erst der mitgelieferte Zahnriemen schneidet nicht. Es handelte sich aber um Zahnriemen mit Stahleinlage. Diese nicht zu knapp kürzen, sonst lassen sie sich schlecht spannen.

Endstops

Für die Endstops sind Holzschrauben vorgesehen. Leider sind sie zu kurz. Ich ersetzte sie durch M2x20 Schrauben und Muttern.
Der Z-Endstop ist leider nicht verstellbar. Hier kann man nur mit dem Druckbett regulieren. Einfacher wäre eine zentrale Z-Justierung.
Für den Einbau einer Glasplatte müsste man den Z-Endschalter um ca. 3 bis 5mm nach oben versetzten (Löcher bohren).

Von einem Acrylrahmen darf man natürlich nicht die gleiche Stabilität wie bei einem Aluframe erwarten. Notfall muss man die Geschwindigkeit reduzieren oder den gesamten Drucker mit einer Grundplatte verschrauben.

Elektronik

Bis auf die Anschlüsse der Düsenheizung sind alle anderen mit Steckern vorkonfektioniert. Da auch alle Kabel vorbildlich beschriftet sind, ist die Verdrahtung ein Kinderspiel. Der Controller ist sowohl auf der Verpackung als auch auf der Platine beschriftet.
Das Netzteil (12V, 20A) verfügt über keine aktive Kühlung. Es verfügt über ein CE Zeichen.
Leider sind die 230 Volt Anschlüsse auch nach dem Einbau des Netzteils frei zugänglich. Der Zugang von Kindern oder unbedarften Personen zu diesem Gerät muss verhindert werden. Aber auch als Besitzer besteht die Gefahr, dass man ungewollt an die Anschlüsse geraten kann. Auch verfügt das Gerät weder über Sicherung noch Netzschalter.
Ich empfehle unbedingt Netzschalter (mit Sicherung) und Abdeckung nachzurüsten. Beispiele dafür gibt es bei Thingiverse.

Anet A 6 Inbetriebnahme

Mechanik

Den Soforttausch der Linearlager hatte ich bereits erwähnt. Ich vermute das Anet Standardkomponenten von wechselnden Lieferanten kauft und man mit einer anderen Lieferung mehr Glück haben kann.

Anet A6 - getauschte Linearlager und etwas Spiel bei den Führungen
Anet A6 – getauschte Linearlager und etwas Spiel bei den Führungen

Ein anderes Problem kann ich leider nicht so schnell korrigieren. Der Laser hat recht großzügig geschnitten. Unter anderem sind die Löcher der Führungsstangen recht groß geworden. Ich befürchte Toleranzen beim Druck.
Bei der X-Achse macht das rechte Gegenlager des Zahnriemens beim Rechtslauf  Geräusche.  Es hat etwas gedauert die Geräuschquelle unter den anderen Druckgeräuschen zu orten. Auch diese Lager habe ich noch vom meinem Prusa in der Kiste. Also habe ich den Käfig im eingebauten Zustand oben geöffnet. Jedenfalls war die Halteschraube des Lagers etwas locker und hat wohl diese Klackergeräusche verursacht. Die Lager habe ich sicherheitshalber trotzdem getauscht.

Anet A6 - das Problemlager
Anet A6 – das Problemlager

Apropos Krach, der Extruder Fan ist recht aut. Das ist aber keine Eigenheit des Anet. Ich habe bisher bei jedem meiner Drucker den Originallüfter gegen ein leiseres Modell  getauscht.

Das Alu-Druckbett wird leider ohne Glasplatte geliefert. Beklebt wurde es mit etwas Kreppband.  Alternativ geht auch die Spiegelfliese von Ikea.

Die Z-Trapezspindel laufen erstaunlicherweise absolut rund, ohne zu pendeln.

Elektronik

Die komplette Elektronik hat auf Anhieb funktioniert. Extruder und Bett heizen sehr schnell auf. Das Make Magazin hat empfohlen alle  Anschlüsse des Heizbettes mit dem Kabel zu verbinden um eine Überlastung des Steckers zu verhindern. Das Kabel selber hat einen ordentlichen Querschnitt.  Auch könnte man bei eigener Firmware die PWM Leistung des Heizbettes etwas reduzieren.
Der Geräuschpegel der Schrittmotoren liegt im üblichen Rahmen.

Anet A6 Controller

Im Anet A6 und A8 werkelt der gleiche Controller. Es ist im Prinzip ein Arduino Mega /Ramps 1.4 Klone. Dieser integriert alles auf einer Platine mit komfortablen Steckanschlüssen. Allerdings lassen sich damit auch nicht die Stepper Treiber tauschen um z.B. ein Microstepping zu integrieren.
Freundlicherweise gibt es in der Firmware Marlin schon einen Boardtyp „#define MOTHERBOARD BOARD_ANET_10“  für den A6/8 Controller.
Allerdings bringt der A6/A8 Controller von Haus aus keinen dafür notwendigen Arduino Bootloader mit. Dafür muss man ihn mit Hilfe eines zusätzlichen  Arduino’s  flashen.

https://www.bastelbunker.de/anet-v1-x-board-a8-a6-a2-via-isp-programer-wiederbeleben/

Anet A6  Inbetriebnahme

Um die Stepper und Heizungen zu testen greife ich schnell zu Repetier Host. Die Baudrate des verwendeten Boards liegt bei 115200 Baud.
Der Arduino Klon auf dem Controller benötigt einen CH340 Treiber am PC. Falls der Controller nicht erkannt wird kann es daran liegen.
Die Verbindung bereitet unter Cura 3., Repetier Host und von SD Karte ohne Probleme. Der SD Slot ist sehr schlecht zu erreichen. Der SD Extender ist bei Aliexpress schon geordert (2€).
Zum Druck wechsele ich auf Cura 3.X.

Temperaturprobleme mangels Kühlung traten weder bei den Stepper Treibern, noch beim Netzteil auf (PLA Druck 200/60°C). Es wäre auch durchaus sinnvoll das Netzteil mit Abstandshaltern zu befestigen. Die Wärmeabgabe an die Umgebungsluft wäre um einiges effizienter.
Möchte man Energie sparen oder ABS drucken sollte man dem Heizbett eine Korkisolierung gönnen.

Das Homing erscheint mit etwas zu schnell. Leider kann man dies nur per Firmware und nicht per GCode anpassen.

Druckqualität

Ich hatte wegen des Lagers und des Spiels bei den Führungsstangen schon Arges befürchtet und muss zugeben, ich bin total überrascht.

Anet A6 - Test Cube
Anet A6 – Test Cube

Die Druckqualität ist absolut in Ordnung. Der Testwürfel weicht nur im Promillebereich vom Idealwert ab, die Oberflächen sind sauber. Bei Cura 3.2 kam das 0,2mm Standardprofil zum Einsatz. Ein Tuning der Maschine oder des Slicers ist bisher nicht erfolgt. Der Druck haftet bombenfest an dem werkseitigen Kreppband. Das Druckbild sieht schon aus dem Stand heraus etwas besser aus als bei meinem Prusa I3 Hephestos.
Insbesondere Überhänge geraten sehr gut. Der Anet scheint im Vergleich zum Prusa Druckbett und Extruder schneller beschleunigen zu können.
Ich frage mich wie der Anet drucken würde wenn Lager und Wellen optimal wären.
Düse und Heizbett sind recht schnell auf Solltemperatur und halten diese ohne größere Schwankungen. Das Alu-Druckbett ist außen 2 Grad kälter als im Zentrum. Dafür, da es nicht isoliert ist, ein guter Wert.

Der zweite Druck ist dann wegen einer Kleinigkeit voll danebengegangen – das Extruderritzel war nicht fest angezogen. Zerlegung und Zusammenbau des Extruders gingen schnell und unkompliziert von der Hand.

Anet A6 - loses Extruder Ritzel
Anet A6 – loses Extruder Ritzel

Auch der beliebte 3D-Benchy ist ohne Tuning entstanden und sieht super aus. Man beachte die sauberen Überhänge.
Die Testdrucke sind mit PLA Filament von www.dasfilment.de entstanden.

Anet A6 - 3DBenchy
Anet A6 – 3DBenchy

Anet A6 Support

Die Support Seiten von Anet findet man hier:

http://www.anet3d.com/English/Technical_Support/

Fazit Anet A6

Postiv

  • Gute Dokumentation
  • Großer Bauraum
  • Großes LCD Display
  • Günstiger Preis, insbesondere für diesen Bauraum
  • (Unerwartet) Gute Druckqualität

Negativ

  • Kein Netzschalter, offen liegende Anschlüsse
  • Rasselnde Lager
  • Führungsstangen ZY mit Spiel im Acrylrahmen
  • Keine Riemenspanner

Die Anet A6/A8 Drucker haben eine recht große Verbreitung gefunden. Bei Thingivers gibt es eine Vielzahl von Verbesserungen für diese Geräte. Das kann man sowohl positiv als auch negativ sehen. Auf jeden Fall existiert eine breite Anwenderbasis.
Preis/Leitungsverhältnis und Druckqualität des A6 ist gut. Lager und Lüfter sind etwas laut.
Wenn man gewillt ist, ab und zu zum Schraubenzieher zu greifen, bekommt einen preiswerten Drucker mit guter Druckqualität. Für die persönliche Sicherheit sollte man den Netzanschluss des Anet nachbessern.

Die Firma Gearbest hatte uns freundlicherweise den Bausatz des Anet A6 zur Verfügung gestellt.

Vergleich Anet A6 und Anet A8

Beide Drucker sind sehr ähnlich.
Der A6 verfügt über ein größeres LCD Display welches auch von der Bedienung her viel komfortabler ist. Die restliche Elektronik, insbesondere die Controller sind identisch.
Während der A6 komplett aus Acryl besteht, kommen beim A8 einige 3D-gedruckte Teile zum Einsatz. Ich würde dem A6 den Vorzug geben.

Den Anet A6 kaufen

Den Anet A6 gibt es bei diversen Shoppingseiten. Unserer Exemplar stammte von Gearbest. Der Versand erfolgte aus Tschechien, also keine Verzollung etc. Beim Einkauf nicht nur auf den Preis sondern auch Lieferumfang, Netzanschluss und Versand checken.

Wenn ihr wollte, könnt Ihr gerne auf meinen folgenden Afiliate Link klicken, um zum Anet A6 bei Gearbest zu kommen.
Anet A6 3D Drucker
Ihr müsst es natürlich nicht.

Preis mit Gutschein: derzeit bei €157.53
Gutscheincode: Aneta6jk
Warehouse: G-W-5

Das Produkt ist im EU Lager, die Lieferzeit beträgt nur 3 bis 5 Tagen.

 

Weitere Details zum Anet A6

Technischen Daten des Anet A6

Firmware Repetier
Druck per USB Ja
Druck per SD Ja
Beheiztes Druckbett Ja
Druckplatte Aluminium
Düse 0,4mm
Bauvolumen 220x220x250
Max. Temperatur Düse 260
Max. Temperatur Bett 110
LCD Rep Rap Full Grafik
Extruder Direkt
Controller Anet A6/A8, Arduino Mega/Ramps 1.4 kompatibel
Stepper Treiber Integriert
Gesamtgröße 48 x 40 x 40 cm

 

Firmware Einstellungen Anet A6

Dieses lassen sich einfach mit dem GCode M501 abrufen.

Steps per unit: M92 X100.00 Y100.00 Z400.00 E95.00
Maximum feedrates (mm/s): M203 X400.00 Y400.00 Z4.00 E25.00
Maximum Acceleration (mm/s2): M201 X9000 Y5000 Z50 E10000
Acceleration: S=acceleration, T=retract acceleration M204 S1000.00 T1000.00
Advanced variables: S=Min feedrate (mm/s), T=Min travel feedrate (mm/s), B=minimum segment time (ms), X=maximum XY jerk (mm/s), Z=maximum Z jerk (mm/s), E=maximum E jerk (mm/s) M205 S0.00 T0.00 B20000 X20.00 Z0.30 E10.00
Home offset (mm): M206 X0.00 Y0.00 Z0.00
PID settings: M301 P22.20 I1.08 D114.00

Die geänderten Einstellungen lassen mit M500 im EEPROM Speichern.

Mögliche Verbesserungen beim Anet A6

Bis auf die sicherheitsrelevanten Punkte wie Netzteil und Heizbett sind es optionale Maßnahmen, welche Qualität und Komfort verbessern. Es gibt auch Leute die ihren Anet ins Unendliche tunen. Zum Schluss ist es kein Anet mehr. Ich frage mich, weshalb sie nicht gleich Einzelteile oder einen andern Drucker ordern.

Anet A6 - Netzteilabdeckung und Schalter
Anet A6 – Netzteilabdeckung und Schalter

 

Bauteil Verbesserungsmöglichkeit
Netzteil Netzschalter, Sicherung, Abdeckung, (Lüfter)
Zahnriemen Riemenspanner nachrüsten
Micro SD Slot Expander für bessere Zugang
Wellen Im Acrylrahmen stabilisieren
Stepper Treiber Lüfter nachrüsten
Z-Achse Stabilisierung (Rundlager) Trapezspindel nachrüsten
Linearlager, Rundlager Gegen leisere Modelle ersetzen
Glasplatte Nachrüsten
Grundplatte Drucker fest verschrauben
Heizbett Isolieren, Zusätzliche Anschlüsse verlöten
Controller Mit Arduino Bootloader versehen um eigene Firmware einzusetzen
Z-Endschalter Auf verstellbare Version umbauen.

Stabile und genaue Objekte aus dem 3D-Drucker

3D Druck im Slicer optimieren
3D Druck im Slicer optimieren

Der 3D-Druck stabiler Objekte

Benötigt man stärker beanspruchbare 3D Bauteile, stößt man schnell an die Grenzen des FDM Druckverfahrens. Insbesondere bei Zugbelastung in Z-Richtung splittert der Druck entlang der Filamentstränge.
Ein FDM gedrucktes Bauteil zeigt leider ein ähnliches Verhalten wie Naturholz bezüglich seiner Faserrichtung.

Einfachste Optionen das Objekt stabiler zu drucken:

  1. Das Bauteil in Z-Richtung mit der geringsten Beanspruchung anordnen.
  2. Das Füllmuster dichter zu drucken.

Weitere Optionen, analog dem Druck wasserdichter Objekte:

  • Eine geringe Druckgeschwindigkeit.
  • Eine hohe Anzahl von Wand – und Oberflächenschichten
  • Eine höhere Drucktemperatur.
  • Eine höhere Flussrate.

Eine höhere Flussrate hilft immer ein Objekt dichter zu bekommen.
Leider bedeutet eine Flussrate über 100%, dass eigentlich zu viel Material gefördert wird, welches irgendwo hin muss.
Die Oberfläche wird unsauberer und der Druck quillt zu allen freien Flächen etwas auf.
Bei einem Blumentopf stört das nicht. Möchte man aber ein Kugellager in eine Öffnung bekommen, hat man ein Problem.

Bei maßhaltigen Objekten darf man nicht oder nur sehr gering die Flussrateerhöhen.

Die einfachste Möglichkeit mehr Stabilität zu bekommen, wäre die Anzahl der Wandlayer und die Fülldichte zu erhöhen.
Damit steigen aber Materialmenge und Druckzeit linear an. Außerdem kann während einer langen Drucksession mehr passieren (Stromausfall, Warping, Filamentstörung)
Ein Druck mit 100% Fülldichte wäre zudem nicht maßhaltig.

Bei Konstruktionen wo man die Innen-/Außen Abmessungen genau einhalten muss, gibt es aber noch einige Optionen bezüglich der Füllung.

Konfiguration der Füllung für stabilere Objekte

  • Füllmuster
  • Füllschichtdicke
  • Überlappung der Füllung
  • Option abwechselnde Zusatzwände

Wenn man bereits ein Waben- oder Gittermuster einsetzt, dürfte man bezüglich der Art des Füllmusters fast alles ausgereizt haben.
Die Füllschichtdicke ist die Wandstärke des Füllmusters. Sie bietet einigen Spielraum, da sie standardmäßig mit 0,2mm (Cura 3.2., 0,4mm Düse) recht gering ausfällt.
Die Überlappung der Füllung kann ebenfalls ohne Nebenwirkungen erhöht werden. Sie sorgt dafür, dass die Füllung in die Wandschicht eingehen kann.
Bei der Option „abwechselnde Zusatzwände“ spendiert Cura jeder zweiten Schicht einen zusätzlichen Wandlayer. Das dies zur Stabilität beiträgt ist offensichtlich, kostet aber einiges an Material und Zeit.

Ein Beispiel für einen optimierten 3D-Druck

Links im Bild eine Öffnung für ein 15mm Linearlager. Hier macht sich schon ein Zehntelmillimeter bemerkbar. Das Lager muss fest sitzen, darf aber nicht das Werkstück sprengen. Ohne Probedruck der Öffnung wird das gar nix. Auch ein Einsatz der stl Datei auf einem anderen Drucker wird ein anderes Ergebnis bringen. Links davon die Öffnung für eine Trapezmutter. Die Maße sind dort unkritischer. Die Schrauben sollen allerdings direkt im Kunststoff halten, das braucht Perimeter.

Zu den einzelnen Optionen im Bild. Wir blicken auf die Z Achse.

Wandstärke:
Gewählt wurden 4 Wandstärken (1,6mm). Cura unterscheidet nicht zwischen Außen- und Innenwand. Die Boden- und Deckschicht kann wiederum separat gewählt werden.

Füllmuster:
Gitter. Cura kann leider kein Wabenmuster.

Fülldichte:
20%. Das doppelte der Voreinstellung.

Überlappung der Füllung:
Die Überlappung wurde auf 20% verdoppelt, erkennbar in der 4. Wandschicht. Das Füllmuster dringt in die Wand ein.

Füllschichtdicke:
Die Füllschichtdicke wurde auf 0,4mm verdoppelt. Das Gittermuster ist entsprechend optisch breiter dargestellt.

Abwechselnde Zusatzwände:
Diese Option liefert eine zusätzliche Wandschicht in jeder zweiten Lage. Durch diese Wandschicht geht dann auch die Füllung. Diese Option verspricht einiges an zusätzlicher Stabilität, kostet aber auch Zeit und Material.
Im Bild erkennbar an der fünften und zusätzlichen Wandschicht innen.

Druckbetthaftung

Auch wenn das Objekt ausreichend Kontaktfläche zum Druckbett kann es sinnvoll sein „Brim“ zu aktivieren. Bitte „Brim“ auch für die Innenflächen zulassen. Die Öffnungen werden dann schon ab der ersten Lage sehr sauber gedruckt.

3D Druck im Slicer optimieren - Brim
3D Druck im Slicer optimieren – Brim

Kalibrierung des Druckers

Bei all diesen Betrachtungen habe ich vorausgesetzt, dass der Drucker richtig kalibriert ist.
Das heißt ein Testwürfel von 15mm sollte in jeder Dimension auch 15mm aufweisen.
Liefert der Drucker andere Werte muss man die Steps/Achse und ggf. auch die Flussrate anpassen.

Das Design

Das Design des Modells habe ich hier ausgelassen. Aber schon im CAD Modell muss man die Druckbarkeit im Hinterkopf haben.

Hinweis

Unbedingt im Slicer die einzelnen Schichten betrachten. Nur dort lassen sich Fehler erkennen.
Die Änderung von Slicer-Einstellungen lässt sich dort gut erkennen und vergleichen.

3D-Druck – Slicer Test mit LEGO

Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr im Verbund
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr im Verbund

3D-Druck – Slicer Test mit LEGO

Am Beispiel eines einfachen LEGO Bausteines wollte ich herausfinden ob es signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Slicer Programmen gibt. Ich hatte beim ersten Probedruck meines LEGO Bausteines (mit Cura) doch erhebliche Schwierigkeiten diesen maßhaltig zu drucken. Um diesen Problem zu lösen habe ich neben Cura mit zwei weiteren Slicern gearbeitet.
Wer das Ergebnis gleich sehen möchte scrollt bitte in dem Artikel ganz nach unten.

Der Baustein ist recht einfach konstruiert. Er muss aber um seine Funktion zu erfüllen sehr passgenau sein.  Den Baustein habe ich frei parametrierbar in Autodesk Fusion 360 nach Originalmaßen konstruiert. Man findet ihn hier in Thingiverse inklusive Autodesk Fusion 360 Datei. Die Stege habe ich für den Druck etwas angepasst.

Als Drucker kam ein Prusa i3 Hephestos mit Marlin 1.4 zum Einsatz, der seit 2 Jahren fleißig vor sich hin druckt. Ein Ultimaker wäre als Hardwarereferenz natürlich besser gewesen. Aber bis auf die Eigenschaft das mein Prusa die Ecken leicht abrundet, druckt er ordentlich.
Als Filament kam preisgünstiges Markenfilament zum Einsatz.

Folgende Einschränkungen zum Slicertest hatte ich aus Zeitgründen getroffen:

  • Nur eine Firmwareversion (Marlin 1.4).
  • Keine Brücken, Überhänge und Öffnungen.
  • Nur geringe Abmessungen des Objektes.
  • Nur eine Filamentsorte (PLA, transparent)

Die geringen Abmessungen und die Notwendigkeit ineinander einrasten zu müssen sollten schnell Abweichungen von den Sollmaßen zeigen.

Folgende Slicer kamen zum Einsatz:

  • Cura
  • Slic3r
  • Simplify3d

Es wurden Cura und Slic3r innerhalb von Repetier Host verwendet.

Einheitliche Slicerparameter

Soweit wie möglich wurden die Slicer auf einheitliche Parameter eingestellt. Bei Simlify3d wurde die Extrusionsbreite auf Auto belassen. Simlify3d berechnete dafür 0,48mmm. Diese erzeugten gegenüber manuell eingestellten 0,4mm ein wesentlich besseres Ergebnis.

Die Geschwindigkeiten sind recht niedrig gewählt um Einflüsse der Hardware gegenüber dem Slicer gering zu halten.

 

Druck Druckgeschwindigkeit 40 mm/s
Reisegeschwindigkeit 80 mm/s
Erster Layer 30 mm/s
Äußere Umrandung 30 mm/s
Innere Umrandung 40 mm/s
Füllung 50 mm/s
Äußere Füllung 30 mm/s
Schichtdicke 0,2 mm
Struktur Hüllendicke 3 Perimeter
Boden/Deckendicke 3 Perimeter
Füllmuster Raster
Fülldichte 15%
Extrusion Retraktionsgeschwindigkeit 40 mm/s
Retraktionsdistanz 1 mm
Z-Sprung 0,2 mm
Filament Durchmesser 1,75
Fluss 100 %
Temperatur Filament 210 °C
Heizbett (Druck auf Tape) 20 °C
Kühlung Ab: Layer 2
Leistung Max. 100%
Erster Layer Geschwindigkeit, keine Änderungen die die anderen Schichten 30 mm/s

Slicervorschau

Um die unterschiedliche Berechnungsweise zu erkennen wurden 3 Schichten herausgegriffen.

Layer1

Da 3 Perimeter angegeben sind erzeugt Cura in der Grafik auch erwartungsgemäß 3 Perimeter Wandstärke an. Slic3r zeigt 6 an. In den Layern darüber die erwarteten 3. Die kleinen Stege hat Slic3r einfach weggerechnet.
Simlify3d verwendet nur 2 Perimeter, obwohl bei 1,2 mm Wandstärke und 0,4mm Düse 3 Perimeter genau passen würden. Das sieht auf den ersten Blick wie ein Fehler aus, bringt aber später beim Druck das beste Resultat.
Der Boden des Cura Bausteinen passt gar nicht in einen Original LEGO Baustein. Wanddicke und Außenmaße sind zu groß. Slic3r passt gut und Simplify3d perfekt.

cura layer 1
cura layer 1

slic3r layer 1
slic3r layer 1

simplify3d layer 1
simplify3d layer 1

 

Deckschicht
In der Schicht auf der die Noppen folgen, erzeugt Slic3r eine homogene Oberfläche. Das sollte mechanisch eine gute Verbindung schaffen. Die andere beiden Slicer sparen hier Material.

cura deckschicht
cura deckschicht

slic3r deckschicht
slic3r deckschicht

simplify3d deckschicht
simplify3d deckschicht

Letzter Layer
Alle Slicer bilden die Noppen aus 3 Perimetern.
Das wären insgesamt 2,4mm für die 6 Perimeter. Es verbleiben nochmal 2,4 mm für die Füllung.
Mathematisch gesehen wäre die Darstellung in Cura korrekt. Slic3r und Simplify3d geben der Füllung weniger Raum. Die Noppen passen bei allen 3 Slicern in einen Original LEGO Baustein. Taktil erzeugt Simplify3d die beste SnapIn Verbindung, gefolgt von Slic3r.

cura letzter layer
cura letzter layer

slic3r letzter layer
slic3r letzter layer

simplify3d letzter layer
simplify3d letzter layer

Druckerergebnis

Sollmaß Cura
(Repetier Host)
Slic3r
(Repetier Host)
Simlify3d
Version 15.01 1.2.9 3.0.0
Druckzeit 7:24 Min 9:57 Min. 14 Min
Filamentlänge (mm) 565 529 460
Maße X (mm) 15,8 16,30 bis 16,36 15,97 bis 16,03 15,98 bis 16,03
Maße Y (mm) 15,8 16,32 bis 16,38 16,00 bis 16,06 15,91 bis 15,96
Maße Z (mm) 9,6 (11,4) 9,62 11,49 9,63 (11,42) 9,66 11,46
Noppen Durchmesser 4,8 4,85 bis 4,98 4,79 bis 4,88 4,78 bis 4,87
Wandstärke (mm) 1,2 1,66 bis 1,72 1,31 bis 1,50 1,15 bis 1,34
Bewertung optisch Ecken leicht abgerundet Ecken leicht abgerundet, leichter Elefantenfuß Ecken leicht abgerundet, bestes Druckbild, konturenscharf
Bewertung Praxistest Noppen passen, Boden passt nicht, Baustein passt nicht zwischen 2 LEGO Steine Noppen passen, Boden passt, leichter Überstand, Baustein passt zwischen 2 LEGO Steine Boden und Noppen passen perfekt, Baustein passt zwischen 2 LEGO Steine
Slicer Stege wurden weg gerechnet Wand mit nur 2 Perimetern berechnet.

Messungen und Test

Da sich ein kleiner Elefantenfuß am 1..2 Layer kaum vermeiden lässt, wurde die Messungen darüber ausgeführt. Selbst bei Steckverbindungen stört es kaum wenn die erste Lage geringfügig breiter ausfällt. Messung und Test erfolgten final mit einem Tag Anstand zum Druck. Die Steckbarkeit wurde mit Original LEGO getestet.

Besonderheiten

Slic3r positionierte die Düse generell zu hoch, ob wohl kein Offset eingestellt war. Die anderen Slicer konnten an der identischen Stelle problemlos Drucken. Erst ein negativer Offset von 0,2mm brauchte den Kontakt zum Druckbett.

Ergebnis

Das beste Druckergebnis erzielte Simlify3d, gefolgt von Slic3r. Mein geliebtes Cura machte die Wandstärke zu dick.
Insgesamt das ist das Ergebnis ausfolgenden Gründen recht gut:
• Die CAD Datei wurde mit Original LEGO Maßen erstellt. Sie wurde von den Abmessungen nicht für den Druck optimiert. Einzig die Verstärkungsrippen habe ich anders konstruiert.
• Die Slicer sind auf einheitliche Parameter gesetzt. Da ist bei jedem Programm noch Potential.
• Sowohl die Wandstärken in der CAD Datei als auch im Slicer wären für Cura anpassbar. Mit 2 Perimeter Wandstärke oder einem Filament-Fluss von 95% dürften die Außenmaße schrumpfen. Des Weiteren ist von Cura eine neuere Version verfügbar. Diese unterstützt aber keine Delta Drucker.
• Mein Prusa erzeugt im Vergleich zum Ultimaker leicht abgerundete Ecken. Mit Ultimaker und Co. dürfte man mit alle 3 Programmen noch bessere Ergebnisse erzielen.

Fazit

Wer die 150€ ausgeben kann, macht mit Simplify3d nichts falsch.
Insbesondere wenn es bei Cura mit Delta Druckern nicht weitergeht, ist die Anschaffung eine Überlegung wert.
Die Einstellmöglichkeiten und die vorhandenen Hardwareprofile sind umfangreich. Ob es sich allerdings bei geringem Druckvolumen und Druckerpreis rentiert in eine 150€ Software zu investieren mag bezweifelt werden. Leider gibt es von Simlify3d keine Demoversion.
Slic3r druckt ordentlich. Von der Bedienbarkeit mag ich allerdings Cura mehr. Für den Alltagsdruck sind beide geeignet.

Drei Slicer im optischen Vergleich

Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Unterseite2
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Unterseite2
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Unterseite
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Unterseite
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Seite2
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Seite2
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Seite
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Seite
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Front
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Front
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Draufsicht
Vergleich Cura Slic3r Slimplify3d vlnr Draufsicht