fischertechnik 3D printer Instruction [de]

Begleitheft
Activity booklet
Manual d‘accompagnement
Begeleidend boekje
Cuaderno adjunto
Folheto
Libretto di istruzioni

Сопроводительная инструкция

附带说明书

3D-Drucker

Willkommen in der Welt der fischertechnik 3D-Drucker

Einstieg 04

Grundlagen 04

Wie ist der 3D-Druck entstanden? 04

FDM ist geboren! 05

Komponenten 06

Extruder 06

Druckdüse 06

Druckbett 07

Endtaster 07

3D-Controller 08

Extruder / Materialtransport 08

Inbetriebnahme / Kurzanleitung 09

Softwareinstallation 09

Druckbett und Druckkopf kalibrieren 14

Druckmaterial (Filament) laden 18

Druckmaterial (Filament) wechseln oder entnehmen 19

Druckbeispiele starten 20

Druck von G-Code-Objekten 20

Druckobjekt entnehmen 22

Druck von STL-Objekten 22

3D-Druckverfahren 24

FDM / FFF 24

SLS (Selective Laser Sintering) 24

SLA (Stereolithografie) 25

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3D-Drucker

Dateiformate 26

G-Code 26

STL-Format 27

Materialkunde 28

PLA (Biokunststoff) 28

Weitere Modellvorlagen finden 29

Software zur Konstruktion 32

Tinkercad 32

SketchUp Make 33

Sicherheitsinformationen 34

Fehlersuche 36

FAQs 38

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3D-Drucker

Einstieg

Wir freuen uns, dass Sie sich für den Baukasten „3D-Drucker“ von fischertechnik
entschieden haben. Mit diesem Baukasten lernen Sie die Grundlagen und
Funktionsweise eines 3D-Druckers kennen. Beim Durchlesen dieser didaktischen
Informationen werden Sie Schritt für Schritt an das Thema 3D-Druck - oder auch
als „Additive Fertigung“ bezeichnet - herangeführt. Bitte lesen Sie alle Kapitel
aufmerksam durch! Somit vermeiden Sie Schäden an Ihrem Drucker und vor
allem Verletzungen und Verbrennungen (Sicherheitsinformationen). Außerdem
sollten Sie unbedingt darauf achten, dass Sie den fischertechnik 3D-Drucker
sorgfältig mit Hilfe der beiliegenden Aufbauanleitung zusammenbauen. So
ist gewährleistet, dass Ihr Drucker nach dem Aufbau einwandfrei funktioniert.
Zudem vermeiden Sie Schäden an Ihrem fischertechnik 3D-Drucker.
Wir wünschen Ihnen auf jeden Fall viel Spaß und Erfolg beim Kennenlernen
dieser neuen und faszinierenden Technologie.

Grundlagen

Wie ist der 3D-Druck entstanden?

Bereits 1980 gab es die ersten Versuche mit 3D-Druckern. Der US-Amerikaner
Charles „Chuck“ Hull gilt als Erfinder dieses - „Stereolithographie“ genannten ­Verfahrens, bei dem ein lichtempfindlicher Flüssigkunststoff mit einem UV-Laser
ausgehärtet wurde. Aber erst 1986 meldete er seine Erfindung zum Patent
an. Daraus entstand das auch heute noch weltweit tätige Unternehmen „3D
Systems“. Allerdings geht man davon aus, dass das zugrunde liegende Verfahren
von Hideo Kodama vom Nagoya Municipal Industrial Research Institute entdeckt
und weiterentwickelt wurde.
Kurz darauf erfand Carl Deckard das Lasersinterverfahren, welches jetzt aus
dem industriellen 3D-Druck nicht mehr wegzudenken ist. Zeitgleich gründeten
in Deutschland die Unternehmer Langer und Steinbichler das auch heute noch
tätige Unternehmen EOS GmbH.
Aktuell vergeht keine Woche, in der nicht weitere neue Ideen, Druckverfahren,
Technologien und Produkte rund um den 3D-Druck entstehen. Vor allem in der
Startup-Szene - Firmen junger Unternehmer und Gründer - ist der 3D-Druck nicht
mehr wegzudenken und sorgt für Innovationen. Der fischertechnik 3D-Drucker
bringt Ihnen diese faszinierende Technologie näher und gibt Ihnen einen Einblick
in die Funktionsweise.

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3D-Drucker

FDM ist geboren!

Als Scott Crump Ende der 80er Jahre mit einer Klebepistole in seinem
Hobbyraum experimentierte, war ihm sicher noch nicht bewusst, wie sehr er
die Welt mit einer neuen Entdeckung verändern würde. Nachdem er mehrere
Schichten übereinander aufgebracht hatte, kam seine Tochter ins Zimmer und
begutachtete sein Werk. „Das sieht ja aus wie ein Frosch!“. Dieser „Frosch“
war die Geburt des FDM-3D-Druckverfahrens (Fused Deposition Modeling).
Scott ließ sich diese Idee patentieren und legte damit den Grundstein für sein
Unternehmen, die Stratasys Ltd., ein heute aus dem 3D-Druck nicht mehr
wegzudenkender und weltweit tätiger Marktführer.
Ihr fischertechnik 3D-Drucker arbeitet ebenfalls mit dem FDM-Verfahren.
Wie es genau funktioniert, sehen wir uns in einem der folgenden Kapitel an.
Entscheidend ist, dass Sie mit dieser Drucktechnik genauso wie Scott Crump
in der Lage sind, zu Hause, in der Schule, in der Universität oder auch in Ihrem
Büro kreative Ideen und Objekte dreidimensional umzusetzen. Und das auf
einfache und intuitive Weise – mit dem fischertechnik 3D-Drucker werden
Sie zum „Maker“. Denn seit 2009 ist der 3D-Druck auch im privaten Bereich
angekommen - nachdem Flugzeugbauer, wie beispielsweise Airbus, Teile
der Innenausstattung „additiv“ fertigten, Modedesigner Funktionsbekleidung
entwickelten oder Sportschuhhersteller individuelle Schuhe produzierten.
Bevor Sie in den 3D-Druck einsteigen, erklären wir Ihnen noch kurz die
wichtigsten Komponenten – und dann kann es auch schon losgehen!

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3D-Drucker

Komponenten

Extruder

Der Extruder ist der Hauptbestandteil des 3D-Druckers. Seine Aufgabe ist es,
das Druckmaterial (Filament) zu schmelzen und durch eine Düse (Nadeldüse)
zu pressen. Die Temperatursteuerung wird von einem „Thermistor“ überwacht.
Thermistoren sind temperaturabhängige Widerstände, die ihren Widerstandswert
in Abhängigkeit der umgebenden Temperatur verändern.

Druckdüse

Die Druckdüse sitzt am vorderen Ende des Extruders. Diese Düsen können einen
unterschiedlichen Durchmesser besitzen und so die Stärke des austretenden
Filaments beeinflussen. Ihr fischertechnik 3D-Drucker besitzt eine Düse mit einem
Durchmesser von 0,5 Millimeter und ist für beste Druckergebnisse ausgelegt.

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3D-Drucker

Druckbett

Auf dem Druckbett - oder auch Druckplattform genannt - wird das 3D-Objekt
Schicht für Schicht vom Extruder aufgebaut. Das Druckbett des fischertechnik
3D-Druckers ist feststehend und bewegt sich in der Y-Achse vor und zurück.
Im Zusammenspiel mit der Bewegung der X- und Z-Achse entsteht so das
Druckobjekt.

Endtaster

Der Endtaster übernimmt bei Ihrem fischertechnik 3D-Drucker die Funktion
eines Sensors. Dieser Endtaster verhindert, dass der Extruder mit der Druckdüse
auf das Druckbett stößt. Die Einstellung des Endtasters nehmen Sie mit der
Einstellschraube vor. Die genaue Vorgehensweise erhalten Sie im Kapitel
„Druckbett und Druckkopf kalibrieren“.

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3D-Drucker

3D-Controller

Der Controller Ihres 3D-Druckers steuert nicht nur alle Systemeinheiten und
Schrittmotoren, sondern auch die Bewegung des Extruders im kartesischen
Koordinatensystems (X-, Y- und Z-Achse). Am Controller sind alle Schrittmotoren
mit dem programmierbaren Mikroprozessor (Atmel) per Kabel verbunden.
Außerdem wird hier sowohl das USB-Kabel zum PC als auch das Netzteil
angeschlossen.

Extruder / Materialtransport

Der Materialtransport sorgt dafür, dass das Filament zum Extruder (Druckkopf)
transportiert wird. Hier können Sie den Anpressdruck auf das Filament steuern.
Außerdem wird über den Materialtransport das Filament geladen oder entladen.
Die genaue Vorgehensweise erhalten Sie im entsprechenden Kapitel in dieser
Begleitinformation.

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3D-Drucker

Inbetriebnahme / Kurzanleitung

Softwareinstallation

Bevor Sie mit dem Einrichten des Druckers beginnen können, müssen Sie die
notwendigen Druckertreiber sowie die Druckersoftware „3D Print Control“
auf Ihrem Windows PC (Version 7, 8 und 10) installieren. Starten Sie dazu
das mitgelieferte Installationsprogramm von der CD. Es erledigt automatisch
die ersten Schritte und kopiert die notwendigen USB-Treiber sowie die
Anwendungssoftware und einige Druckbeispiele auf Ihre Festplatte – doch dazu
später mehr.

Wenn die Installation abgeschlossen ist, starten Sie bitte den PC neu. So werden
alle Treiber und Softwarekomponenten von Ihrem Betriebssystem Windows
erkannt und initialisiert. Verbinden Sie jetzt den Controller des Druckers über das
mitgelieferte USB-Kabel mit Ihrem PC und schließen Sie nun das mitgelieferte
Netzteil an. Wechseln Sie nun in der Windows Systemeinstellung in den „Geräte­Manager“ und wählen dort den Punkt „COM & LPT“ aus. Bitte beachten Sie,
dass dieser Einstellungsschritt je nach Windows-Version unterschiedlich sein
kann. Nach einem Klick auf „COM & LPT“ zeigt Ihnen der Geräte-Manager nun
den verwendeten COM-Port an (z.B. COM3). Merken oder notieren Sie sich
bitte diesen Port. Sie benötigen ihn für die abschließende Konfiguration des
3D-Druckers.

Als Nächstes starten Sie „3D Print Control“ und klicken in der Menüleiste oben
rechts auf den Punkt „Druckereinstellungen“.

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3D-Drucker

Daraufhin öffnet sich ein neues Fenster mit weiteren Reitern. Klicken Sie hier
bitte auf den ersten Reiter „Verbindung“. Über diesen Menüpunkt steuern Sie
den 3D-Drucker von Ihrem PC an. Die notwendigen Einstellungen entnehmen
Sie bitte der folgenden Abbildung. Achten Sie vor allem darauf, dass Sie hier den
richtigen, notierten COM-Port eintragen!

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3D-Drucker

Alle weiteren Parameter wurden bereits bei der Installation Ihres 3D-Druckers
automatisch von Windows eingestellt. Sollte dies nicht der Fall sein – bzw.
wurden diese im Nachhinein unbeabsichtigt verstellt – finden Sie nachfolgend
die korrekten Parameter für eine manuelle Konfiguration.
Wechseln Sie dazu bitte auf den nächsten Reiter „Drucker“. Dort stellen Sie bitte
alle Parameter anhand der nachfolgenden Abbildung ein. Bitte beachten Sie vor
allem den Punkt „Default Extruder Temperatur“. Hier sollte der Wert auf 200 °C
stehen.

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3D-Drucker

Unter dem Reiter „Extruder“ legen Sie die maximale Temperatur des Druckkopfs
fest. Diese sollte bei 220 °C liegen.

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