Hallo Zusammen,
ich beschäftige mich jetzt schon ein paar Jahre mit 3D Druckern und kann mich einem der Vorredner nur anschließen - es ist weniger notwendiges Werkzeug für's Hobby (Astronomie), als vielmehr ein eigenes Hobby. Da es aber wetterunabhängig funktioniert, ist es ein gute Ergänzung.
Ich habe zuerst zwei Bausätze (Velleman 8200 & Prusa i3) gekauft und montiert, um mir im Endeffekt selbst einen Drucker un Delta-Form zu konstruieren und zu bauen. Der läuft mittlerweile seit einem knappen Jahr sehr zufriedenstellen. Der Bausatz - und noch mehr der komplette Eigenbau - hat gegenüber einem Fertig-Gerät einen wichtigen Vorteil: Man weiß, was wie funktioniert und kann Störungen leicht beheben. Bei einer Blackbox gibt es nicht weniger Störungen, aber man steht ziemlich hilflos da...
Was die Anwendungsbereiche betrifft, wurde hier das Thema Gewinde angesprochen. Hier muss man unterscheiden: Normale Innengewinde - also M3-M6 - kann man natürlich klassisch herstellen. D.h. man druckt das Kernloch und geht dann mit dem Gewindebohrer durch. Wenn man nicht massiv, sondern mit Waaben-Füllung druckt, muss man natürlich auf ausreichende Wandstärke achten.
Solche Gewinde sind ok, wenn man zwei Teile einmal miteinander verbinden will und es dann dabei bleibt. Am besten gibt man noch etwas Klebstoff an die Schraube...
Für Bewegungsgewinde - und sei ein nur eine Klemmschraube - würde ich davon abraten. Ich drucke in dem Fall lieber eine Sechskant-Aufnahme für eine Mutter. Wenn man diese Aufnahme ein wenig kleiner macht, kann man die Mutter etwas erhitzen und in den Kunststoff ziehen. Die sitzt dann bombenfest und man hat ein wirklich zuverlässiges Gewinde.
Andere Gewinde wie z.B. T2 oder ähnliches stellen ein Problem dar. Weder gibt es entsprechende Gewindebohrer/Schneider, noch macht es wirklich Sinn, diese zu drucken. Ich habe schon einiges in dieser Richtung probiert und auch durchaus Erfolg gehabt - das ist aber rein akademisch. Benutzen würde ich das so nicht und evtl. eine teure Kamera riskieren, die dann irgendwann im Dreck liegt.
Aber auch hier kann man sich ein entsprechendes Alu-Teil besorgen und in das 3D-Druck-Teil integrieren. Wenn man entsprechend der Belastungsrichtung hinterschneidet und ein Teil einklebt, ist das ebenfalls eine sichere Sache.
Ein Wort noch zu den Druckergrößen, die weiter oben angesprochen wurden: Ein Drucker mit einem Bauraum von 500x500x500mm hört sich ja prima an, aber...
Man kann dem nicht entnehmen, dass man damit tatsächlich Teile in dieser Größe herstellen kann. Abgesehen davon, dass der Druck mehrere Tage dauern würde, steht man da vor einem kleinen Problem. Vorher muss ich aber noch über Materialien sprechen:
- PLA kann von jedem Drucker verarbeitet werden, weil es einen geringen Schmelzpunkt hat und sicher auch an einem unbeheizten Druckbett haftet. PLA ist härter als z.B. ABS - aber keineswegs stabiler. (Glas ist auch härter als Stahl). Außerdem führt der niedrige Schmelzpunkt dazu, dass es auch gerne mal in der Sonne schmilzt. Deshalb halte ich PLA für echte Gebrauchsgegenstände für ungeeignet. Nippes-Figürchen aus PLA sind OK;-)
- ABS ist schon ungleich schwerer zu beherrschen. Der Schmelzpunkt ist höher und damit die Temperatur-Differenz zu einem ungeheizten Druckbett. Das heiße Material zieht sich deshalb zusammen und haftet nicht mehr am Bett. Deshalb muss das Bett beheizt werden. Ich drucke ABS mit 245°C und heize das Bett auf 110°C. Das Bett besteht aus Glas und wird vor dem Druck mit in Aceton gelöstem ABS bestrichen. Außerdem ist der Bauraum geschlossen und isoliert, womit ich die Umgebungstemperatur auf ca. 60°C halte.
Zurück zu 500x500x500:
In PLA kann man sehr große Teile problemlos drucken. Die taugen allerdings nicht für irgendwelche Belastungen. In ABS bekommt man Probleme durch Temperaturdifferenzen und Abkühl-Verhalten. Daraus ergibt sich die Neigung des Werkstücks, sich zu verbiegen und komplett (oder nur an den Ecken) vom Druckbett abzuheben. Das Ergebnis ist entweder kompletter Schrott, oder zumindest eine gebogene Fläche wo man sie nicht haben wollte. Es gibt diverse Methoden, die Haftung am Druckbett zu verbessern (BuildTak etc.). Das führt dann aber dazu, dass man heftige Risse in den Flanken bekommt. Bei einem großen massiven Teil (ich habe mal einen Polblock gedruckt, der ganze 2 Rollen Filament = 2KG brauchte und mehrere Tage auf dem Drucker war) können diese Risse über 1mm breit werden und die Optik, aber auch die Stabilität massiv beeinträchtigen. Je größer das Teil, desto größer die thermischen Spannungen, die zu diesen Problemen führen. Abhilfe schafft hier nur (wie oben beschrieben) ein isoliert geschlossener Bauraum. Dieser muss nicht aktiv beheizt werden (das mach das Druckbett schon), muss aber auf min. 60°C gehalten werden. Nur wenn man das sicherstellt, kann man wirklich große und massive Teile drucken!
Daraus ergibt sich aber das nächste Problem: Wer einen Drucker-Bausatz kauft und einfach ein Gehäuse drumherum baut, wird nicht viel Spass haben, weil die innenliegenden Motoren und Führungen nicht auf diese Umgebungstemperatur ausgelegt sind und sehr schnell schlappmachen;-) Das war für mich ausschlaggebend, einen Drucker in Deltaform (Kossel) zu bauen. Da ist der zu isolierende Raum kleiner und man kann zumindest die Stepper nach außen legen.
Trotzdem hat ein großer nicht isolierter Bauraum auch Vorteile: Man muss beim Drucken immer auf die Lage achten. Zum einen kann man schlecht in die Luft drucken und Stützstrukturen zu entfernen ist auch nicht immer spaßig. Zum anderen muss man auch die Belastungsrichtung achten, der das jew. Teil später ausgesetzt wird. Die Teile aus dem 3D-Drucker sind ein wenig wie Holz und wenn man sie quer zur Maserung auf Zug belastet, haben sie quasi überhaupt keine Festigkeit. Deshalb muss man ein langes Teil mal liegend, mal aber auch aufrecht stehend drucken - auch wenn das Teil insgesamt nicht groß ist und keine thermischen Probleme macht.
Aber auch wenn man das alles beachtet, darf man nicht vergessen, das es sich um banales Plastik handelt, welches in Punkto Druck-, Zug- und Abriebfestigkeit nicht mit Aluminium vergleichbar ist. Es gehört schon ein Weile Erfahrung dazu zu beurteilen was geht und was man besser sein läßt. Ich lerne da auch immer noch (teilw. schmerzhaft) dazu. So habe ich letztens zwei teure Teleskope in den Dreck geworfen, weil meine Adaption von 3" Losmandy-Prisma auf 2" Vixen-Level einfach überlastet war. Obwohl ich peinlich auf Maserungsrichtung etc. geachtet habe, war das Material für die Belastung mit einem 8" Newton + 100/700er Refraktor einfach überlastet.
Als Konstruktions-Software nutze ich übrigens Sketchup, welches es auch in einer freien Version gibt. Das Programm ist sehr leicht erlernbar und trotzdem sehr leistungsfähig. Ich habe damit schon die wildesten Dinge konstruiert - nicht zuletzt diverse Getriebe vom Schneckentrieb (Scheckenrad gedruckt, Trapezgewindestange als Schnecke), über diverse Stirnrad- und Planetengetriebe, bis zu Harmonic-Drive und Zykloiden- und anderer Exzenter-Getriebe. Die haben auch alle hervorragend funktioniert - allerdings ist die Fertigungsgenauigkeit eines simplen 3D-Drucker für astronomische Getriebe nicht ausreichend und ein Flex-Spline aus ABS walkt sich doch sehr schnell durch;-)
Gruß
Klaus