Was sind die wichtigsten Komponenten eines FDM 3D-Druckers?
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sämtliche Teile eines 3D-Druckers von Bedeutung sind. 3D-Drucker stellen (noch) relativ neue Werkzeugmaschinen für den Hobby- und semiprofessionellen Bereich dar. Überflüssige Alleinstellungsmerkmale sollten aus Marketinggründen nicht zwingend integriert werden. Allerdings gibt es einige Komponenten eines 3D-Druckers, deren Wichtigkeit höher einzustufen ist als die anderer Teile dieser komplexen Maschinen, die der additiven Fertigung von 3D-Objekten dienen. Beispielsweise ist der Bildschirm für die direkte Bedienung des Geräts unerlässlich; die Notwendigkeit eines farbigen OLED-Displays hingegen ist fraglich. Die folgende Liste der unverzichtbaren Drucker-Komponenten beginnt nicht mit dem Einziehen des Filaments von der Spule und endet nicht mit der Druckplatte. Tatsächlich steht an oberster Stelle aller wichtigen Bauteile eines 3D-Druckers das Hotend, das als das Herz eines FDM-3D-Druckers angesehen werden kann.
Das Hotend
Das Hotend wird häufig als das Herzstück eines 3D-Druckers bezeichnet. Es besteht aus drei Hauptkomponenten: Oben befindet sich das Coldend, gefolgt vom Heatbreak in der Mitte und schließlich dem eigentlichen Hotend am Ende. Obwohl die Baugruppe aus mehreren Teilen besteht, hat sich der Begriff „Hotend“ als Bezeichnung für die gesamte Einheit etabliert.
Der Extruder
Der Extruder ist das Bauteil im 3D-FDM-Drucker, der das Filament von der Rolle in das Hotend traktiert, wo es aufgeschmolzen und durch die Druckerdüse auf das Druckbett aufgebracht wird.
Es gibt verschiedene Verfahren, nach denen Extruder arbeiten. Der Bowden-Extruder ist am Rahmen des 3D-Druckers befestigt, der Direct-Extruder direkt am Hotend. Bei Methoden haben ihre Vorteile und auch Nachteile.
Der Dual-Extruder ist ein spezieller Extruder für die gleichzeitige Verarbeitung unterschiedlicher Filamente.
Die Schrittmotoren
Die Schrittmotoren sind das Rückgrat von 3D-Druckern. Sind sie zu schwach dimensioniert, kann der Druck durch Vibrationen an Präzision verlieren, und die Druckgeschwindigkeit wird eingeschränkt. Andererseits führt eine Überdimensionierung der Schrittmotoren zu einem erhöhten Stromverbrauch. Hochwertige und leistungsstarke 3D FDM-Drucker mit Direct-Extruder setzen häufig zwei Schrittmotoren pro Achse ein, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Die Druckplatte, Bauplatte
Die Druckplatte ist das Element, auf dem die Druckdüse (Nozzle) das Filament präzise abgibt. Sie wird häufig auch als Druckbett, Bauplatte, Dauerdruckplatte oder Bauplattform bezeichnet. Der Begriff „Bauplattform“ wird dabei insbesondere in Bezug auf SLA-Drucker verwendet. Alle hochwertigen FDM-Drucker, die auf dem Markt erhältlich sind, sind mit einer beheizbaren Druckplatte ausgestattet.
Der Controller (Mainboard)
Ein 3D-Drucker besteht aus vielen verschiedenen Komponenten und kann nicht selbstständig drucken. Die Steuerung übernimmt jedoch nicht der PC für jedes einzelne Bauteil eines FDM-Druckers. Stattdessen wandelt eine Slicer-Software auf dem Computer den Inhalt einer STL-Datei in G-Code um und überträgt diesen an das Mikrocontroller-Board, das als Steuerzentrale des 3D-Druckers fungiert. Der Mikrocontroller steuert dann in einem festgelegten zeitlichen Ablauf alle beteiligten Aktoren und Sensoren. Es gibt sowohl 8-Bit- als auch 32-Bit-Mainboards für 3D-Drucker. 32-Bit-Controller sind in der Lage, komplexere Berechnungen durchzuführen, was zu einer schnelleren und leiseren Motorsteuerung führt.
Das Display
Das Display des 3D-Druckers ist nicht das wichtigste Bauteil, aber ein sehr nützliches. Berührungssensitive Touch-Bildschirme vereinfachen die Bedienung, Einrichtung und Wartung des FDM-Druckers erheblich. Allerdings genügen einfarbige Anzeigen.
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