Drucken in der dritten Dimension

RepRap Foundation und Bauanleitung

Die German RepRap Foundation

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© PC Magazin

Bevor es losgehen kann, heißt es erst mal leimen, schrauben, löten. Der 3D-Drucker-Komplettbausatz der German RepRap Foundation - kurz GRRF - kostet 869 Euro und darf als Bastelaufgabe des gehobenen Anspruchs gelten, für die man mindestens 40 Stunden einplanen sollte.

In diese Bresche schlagen glücklicherweise die Mannen der German RepRap Foundation - kurz GRRF. Sie bieten für vergleichsweise kleines Geld einen kompletten Bausatz, inklusive Mechanik und Elektronik. Die Teile, die normalerweise aus Kunststoff extrudiert werden, liefert GRRF in Form von Laser-geschnittenem Sperrholz.

Das Rundum-Sorglos-Paket kostet ohne beheizbares Druckbett 869 Euro, für besagte beheizte Grundplatte, die den Druck großer Teile erheblich verbessern soll, sind nochmals 179 Euro fällig. Wer sich alles selbst besorgt und zusammenbaut, kann den Mendel natürlich auch deutlich billiger bekommen, wird dafür aber auch sehr viel mehr Zeit und Nerven investieren müssen.

Das Bild oben lässt bereits erahnen, dass es sich hier nicht gerade um das Projekt für einen lauen Nachmittag handelt. Eindeutig muss festgehalten werden: Wem bereits beim Zusammenbau eines Ikea-Regals der kalte Schweiß auf der Stirn steht, sollte an das Projekt "Mendel" erst keinen Gedanken verschwenden.

Handwerkliches Geschick nebst entsprechender Werkzeug-Grundausstattung, der sichere Umgang mit einem Lötkolben und einiges an Geduld sollten auf jeden Fall vorhanden sein.

Frisch ans Werk

Zunächst galt es, die unzähligen Sperrholzteile zusammenzuleimen. Das sollte exakt und winkeltreu erfolgen, schließlich bilden einige dieser Teile später die Führungen der x-, y- und z-Achse. Sobald die Holzteile verleimt sind, kann man mit Hilfe der Gewindestangen den Grundrahmen erstellen. Die gemischte Holz-Stahl-Konstruktion ist erstaunlich robust. Auch die hölzernen Achsführungen sind zunächst erstaunlich spielfrei.

Dennoch sorgt das Eigenleben des natürlichen Werkstoffes hier recht rasch dafür, dass die vormals satt sitzenden Lager bald mit reichlich "Luft" an den Achsen entlanglaufen. Hier sollte man den fertigen Mendel dazu nutzen, Ersatz aus Kunststoff herzustellen. Die dafür nötigen 3D-Dateien sind im Netz frei erhältlich.

Bauanleitung

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© PC Magazin

So sieht der fertige Drucker aus. Links sieht man die Stromversorgung - ein handelsübliches ATX-Netzteil - rechts die großen Spule mit dem ABS-Draht.

Die Bauanleitung auf den Seiten der GRRF-Mannen ließ zumindest zur Zeit unseres Projektes durchaus noch Raum für Verbesserungen. Oft muss man sich über Details im Forum oder auf den englischen Seiten des Projektes reprap informieren. Zwar gelobt das GRRF-Team hier noch Besserung, bis eine komplette, lückenlose Bauanleitung vorliegt, müssen die rührigen GRRF-Jungs aber noch einige Nächte durcharbeiten.

Das Herzstück des Druckers - der so genannte Wade-Extruder - war bereits fertig aufgebaut und funktionsfähig. Er ist gleichsam der Druckkopf des Gerätes, der wie eine miniaturisierte Heißklebepistole einen thermoplastischen Kunstoffdraht zum Schmelzen bringt. Mit der haarfeinen "Kunststoff-Klebewurst" aus der Extruderdüse wird das zu druckendende Teil zunächst in x- und y-Richtung aufgeklebt.

Ist die erste Schicht fertig, fährt die z-Achse den Extruder wenige zehntel Millimeter nach oben, um anschließend die nächste Schicht aufzutragen. So entsteht das Werkstück langsam aber sicher Schicht für Schicht. Am Extruder angeflascht befindet sich ein Schrittmotor-getriebener Drahtvorschub.

Für den Aufbau der Mechanik sollte man zwei bis drei Tage einkalkulieren. Danach geht es mit ungebremstem Elan an die Elektronik. Das Mainboard des Mendel basiert auf der Arduino-Plattform, einem Open-Source-Projekt, das für die Belange des Mendel etwas "aufgebohrt wurde". Hinzu kommt die Extruder-Platine, die den Wade-Extruder sowie das beheizbare Bett ansteuert.

Beide Teile werden auf einem Sperrholzbrettchen an der Maschine befestigt. Auf einer zweiten Platte finden die drei identischen Platinen mit der Schrittmotor-Steuerung für die drei Achsen platz. Während die erwähnten Platinen bereits fertig bestückt und funktionsfähig sind, erfordern die drei kleinen Platinchen für optische Achsenendstopps noch etwas Lötarbeit.

Praktischerweise ist ein Teil der Verkabelung in Form handelsüblicher Ethernet-Patchkabel ausgeführt, die einfach nur in die entsprechenden Buchsen auf den Platinen gesteckt werden. Zudem müssen drei Flachbandkabel konfektioniert sowie die diversen Kabel der Schrittmotoren, des Extruders und des beheitzten Bettes abgelängt und verlegt werden.

Alles sollte fein säuberlich mit Kabelbindern befestigt werden. Andernfalls droht die Gefahr, dass sich der Mendel im Betrieb das eine oder andere Kabel von selbst herauszieht. Für die Spannungsversorgung der Elektronik sorgt ein handelsübliches ATX-Netzteil.

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