Alles, was Sie über die Druckbett-Nivellierung beim 3D-Druck wissen müssen

Wenn es um den 3D-Druck geht, ist einer der entmutigendsten Aspekte das Auftreten von Druckfehlern. Das gilt für Druck-Anfänger und Profis gleichermaßen. Eine Technologie, die besonders anfällig für Fehler ist, ist der FDM-3D-Druck, da so viele verschiedene Elemente des Prozesses zu Problemen mit dem fertigen Teil beitragen können. Wir haben Sie bereits über viele der häufigsten Druckfehler und deren Behebung informiert, darunter Stringing, Elefantenfuß, Überextrusion und Warping (Verformung). Ein näheres Hinsehen und Lernen über den Druckprozess kann dabei helfen, das Entstehen der Fehler zu verstehen und die nötigen Gegenmaßnahmen vorab zu treffen. Ein entscheidender Schritt beim 3D-Druck wird leider oft übersehen: die Druckbett-Nivellierung.

Das Nivellieren des Druckbetts wird oft mit dem FDM-3D-Druck in Verbindung gebracht, ist aber auch bei der Photopolymerisation ein wichtiger, aber missverstandener Teil des gesamten 3D-Druckprozesses. Im folgenden Leitfaden werden wir die Druckbett-Nivellierung für den 3D-Druck erklären und erörtern, warum sie so wichtig ist. Außerdem werden wir die Unterschiede zwischen manueller und automatischer Druckbett-Nivellierung behandeln, um eine umfassende Einführung in das Thema zu geben.

Die Druckbett-Nivellierung ist ein wichtiger Schritt beim 3D-Druck, um sicherzustellen, dass die Drucke korrekt ausfallen. (Bild: UltiMaker)

Was ist Druckbett-Nivellierung und wie funktioniert sie?

Die erste Frage, die sich jeder stellen wird, ist natürlich, was genau die Druckbett-Nivellierung (bed leveling) beim 3D-Druck ist. Im Gegensatz zu dem, was einige vielleicht denken, bezieht sich die Nivellierung nicht auf die Nivellierung des Druckerbettes mit dem Boden. Vielmehr bezieht sich das Druckbett-Nivellieren auf die Kalibrierung der Parallelität und der Höhe zwischen der Druckdüse oder den Druckdüsen (z.B. bei IDEX-Druckern) und der gesamten Druckfläche. Beim Nivellieren ist es notwendig, dass diese Höhe exakt gleich ist, egal wo sich die Düse auf der x- oder y-Achse befindet.

Um die Mechanismen wirklich zu verstehen, muss man zunächst wissen, wie die manuelle Nivellierung des Druckbetts funktioniert. Bei der manuellen Druckbett-Nivellierung wird die Höhe des Druckbetts vom Benutzer manuell eingestellt. Dies geschieht durch Drehen der Knöpfe oder Schrauben, mit denen die Bauplatte am Drucker befestigt ist. Damit kann der Benutzer das Druckbett entweder nach oben oder nach unten bewegen und gleichzeitig überprüfen, ob alle Ecken waagerecht sind.

Was den Prozess selbst angeht, so sind sich die Experten uneinig, ob der Drucker vorgeheizt werden sollte oder nicht. Einige halten dies für unerlässlich, da sich das Druckbett bei der Erwärmung ausdehnt und eine wirklich ebene Oberfläche nur gewährleistet werden kann, wenn der Drucker eingeschaltet ist. Andere sind der Meinung, dass diese Ausdehnung vernachlässigbar ist und man Sicherheitsprobleme wie Verbrennungen vermeiden kann, wenn der Drucker ausgeschaltet bleibt. Sicher ist, dass der erste Schritt darin bestehen muss, sowohl die Düse als auch die Bauplatte selbst zu reinigen. Dies wird genauere Ergebnisse gewährleisten.

Beim Nivellieren des Druckbettes müssen die Knöpfe oder Drehschrauben eingestellt werden, um das Bett anzuheben oder abzusenken. (Bild: 3Dnatives)

Als Nächstes ist es notwendig, den Drucker bzw. alle Achsen auszurichten. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Düse bei 0, 0, 0 befindet, wodurch die Koordinaten für besser reproduzierbare Ergebnisse zurückgesetzt werden. Danach bringen Sie die Knöpfe in eine mittlere Position, um die Bewegung vorzubereiten, obwohl dies nicht immer notwendig ist. Der perfekte Abstand zwischen dem Druckkopf und dem Druckbett ist dann gegeben, wenn die Düsenspitze die Druckoberfläche kaum berührt. Aus diesem Grund ist ein dünnes Stück Papier (mit einer Dicke von 0,07 bis 0,1 mm) für den Test sehr nützlich.

Im Wesentlichen schiebt der Benutzer das Papier an jeder Ecke, eine nach der anderen, und passt es an, bis nur noch ein leichter Widerstand von der Düse und dem Bett des 3D-Druckers zu spüren ist, wenn er das Papier schiebt. Nachdem alle Ecken nivelliert wurden, empfiehlt es sich, eine erste Testschicht zu erstellen, um die Druckqualität sicherzustellen. Da das Papier selbst eine Höhe hat, ist der Abstand zwischen Düse und Bett nicht wirklich auf 0, was ideal wäre. Um dies auszugleichen, kann eine Einstellung namens z-offset oder baby-stepping verwendet werden. Wer gut sehen kann, kann statt des Papiers auch eine Taschenlampe verwenden, aber das ist etwas komplizierter.

Obwohl der Prozess zeitaufwändig sein kann, sind sich die meisten Experten einig, dass er nach den ersten Einstellungen schneller erledigt werden kann. Die wichtigsten Zeitpunkte für die Druckbett-Nivellierung sind direkt nach der ersten Inbetriebnahme des 3D-Druckers, wenn der Drucker bewegt werden muss, wenn häufige Druckfehler bei Teilen festgestellt werden und nach dem Wechsel des Extruders. Darüber hinaus wird im Allgemeinen empfohlen, das Druckbett mindestens einmal pro Woche zu nivellieren, oder wenn Sie weniger regelmäßig drucken, alle paar Drucke.

Papier kann zur manuellen Bettnivellierung für einen 3D-Druck verwendet werden.  (Bild: 3Dnatives)

Außerdem ist die Nivellierung des Druckbetts entscheidend für erfolgreiche, qualitativ hochwertige Drucke. Wenn der Extruder zu hoch eingestellt ist, kann es zu Lücken in den Schichten kommen oder das Filament haftet nicht. Andererseits kann eine zu niedrige Düse die Oberfläche zerkratzen und die erste Schicht brechen. Zudem kann es zu Verformungen und Düsenverstopfungen kommen.

Manuelle vs. automatische Druckbett-Nivellierung

Wir haben nun bereits den Prozess der manuellen Nivellierung erklärt, obwohl es viele verschiedene Möglichkeiten gibt, diese vorzunehmen. Ein wachsender Trend, den wir bei 3D-Druckern beobachten, ist die Integration des sogenannten „Auto-Leveling“. Wie der Name schon sagt, ist ein 3D-Drucker in der Lage, sich mit minimalen Eingriffen des Benutzers selbst zu nivellieren. Aber wie genau funktioniert das?

Die automatische Nivellierung des Druckbetts beginnt entweder mit Sensoren oder einer Sonde. Diese sind in der Regel am Druckkopf angebracht und können den Abstand zum Druckbett messen. Durch die Erstellung einer Netzkarte all dieser Werte und ihrer Koordinaten ist der Drucker in der Lage, die Höhe des Druckbetts zu bestimmen und diese dann auszugleichen. Kaum ein automatisches Nivelliersystem justiert das Druckbett selbst. Vielmehr kann der Druckkopf die Nivellierungsabweichung des Druckbetts ausgleichen. Die automatische Nivellierung des Druckbetts ist nicht nur deshalb so beliebt, weil sie für den Benutzer einfacher ist, sondern auch, weil die Sensoren präziser sind als die menschliche Hand und somit eine höhere Konsistenz gewährleisten.

Immer mehr 3D-Drucker sind mit automatischer Nivellierung ausgestattet. (Bild: Geeetech)

Unabhängig von der Methode ist es in jedem Fall wichtig, die Funktionsweise der Nivellierung zu kennen und zu wissen, welche Methode für Sie am besten geeignet ist. Selbst wenn Sie eine der beiden Methoden bevorzugen, ist eine Kombination aus automatischer und manueller Nivellierung vorzuziehen, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Ohne eine konsistente und genaue Nivellierung des Druckbetts ist es wahrscheinlicher, dass Sie als Benutzer mit einer Reihe von Druckfehlern und Problemen konfrontiert werden.

Kannten Sie die manuelle und automatische Druckbett-Nivellierung bereits? Haben Sie damit schon Erfahrungen gemacht? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.