3D-Druck: Freie geometrische Form aus weissem PLA. Foto: Squareone

3D-Druck: Freie geometrische Form aus weissem PLA. Foto: Squareone

Bereits vor zwei Jahren wurden die ersten 3D-Drucker während der IFA in Berlin für unter 1000 Euro durch Pearl angeboten. Inzwischen werden diese Geräte in großen Mengen bei Händlern wie Saturn oder Conradelektronik verkauft. Das Versprechen: 3D-Drucken für Jedermann. Was der Endverbraucher drucken soll, zeigen kleine Produktmuster in Überraschungsei-Qualität. Zum Teil zweifarbig wird hier das einfach zu erzielende Druckergebnis demonstriert, und die Reaktionen sind verblüffend: Begeisterung und Begehrlichkeit spiegeln sich in den Gesichtern potenzieller Käufer wider, und der Wunsch dieses neue Technologiewunder selbst auszuprobieren, wird in ersten Gesprächen deutlich. Dabei sind sich die meisten von ihnen sicher nicht im Klaren darüber, ob sie ein solches Gerät tatsächlich benötigen. Die Robustheit eines jeden Trends wird heute maßgeblich von den Medien beeinflusst. Und bekommt ein Trend sogar eine eigene, monatlich erscheinende Fachzeitschrift, kommt der technisch interessierte Endverbraucher um den Kauf eines 3D-Druckers kaum noch herum.

Endverbraucher mit Spaß am Tüfteln

3D-Druck – Das Magazin aus dem VTH-Verlag aus Baden-Baden ist eine solche Zeitschrift. Auf knapp 70 Seiten wird hier neben diversen Tests, Eigenbaulösungen, Software-Tipps und einem Konstruktionsworkshop lediglich eine einzige reale Anwendung gezeigt – nämlich der Bau eines originalgetreuen Modells, des Rosenbauer Großtanklöschfahrzeugs im Maßstab 1:20, durch eine kommerzielle Firma für Modellbau und Prototypen. Peripherieprodukte wie 3D-Scanner erweitern das eher wenig sinnvolle Drucken um die Möglichkeit von Gesichtsscans oder die Anfertigung des eigenen Konterfeis auf Schlumpffigurengröße für den hauseigenen Vitrinenschrank. Zielgruppe sind die eher männlichen Endverbraucher, die Spaß am Tüfteln und Probieren haben und über mehr oder weniger gute Vorkenntnisse in der Bedienung eines Computers verfügen. An diese Zielgruppe richtet auch das Angebot der diversen Elektromärkte.

Einsatz im Konstruktionsalltag – Erfahrungen bei Squareone

Bei Squareone haben wir uns die Frage gestellt, ob sich der 3D-Druck inzwischen auch für den Entwicklungsalltag stabil einsetzen lässt. Dazu haben wir zwei gängige Produkte angeschafft, um sie miteinander vergleichen zu können, den Wanhao-Replikator und den MakerBot der fünften Generation.

Der Wanhao-Replikator 4: Bereits im Frühjahr dieses Jahres starteten wir mit dem Wanhao Replikator 4 für 1700 Euro. Die Ergebnisse nach vielen Tagen des Experimentierens mit Hardware und Datenfiles sind allerdings eher mäßig ausgefallen. Generell ist dieser 3D-Drucker für zwei Arten von Fillament ausgelegt, nämlich PLA und ABS. Bei der Verwendung von ABS-Fillament lösen sich wiederholt die gedruckten Teile von der beheizten Aufbauplattform. Die Temperatur der Platte ist inkonstant, was zur Folge hat, dass sich während des Aufbaus das Gefüge zusammenzieht und somit von der Platte abhebt. Mit dem ABS Filament lässt sich auch nach diversen Rücksprachen und dem Austausch von Bauteilen kein befriedigendes Ergebnis erzielen. So kann kaum von einer professionellen Zeit-Nutzen-Relation gesprochen werden. Zudem bestehen bei diesem Modell erhebliche Mängel an der Konstruktion des Druckers selbst. Die Zufuhr des Fillaments ist so ausgelegt, dass das Fillament nicht gleichmässig und leicht vom Extruder eingezogen werden kann. Hier ist der Extrudermotor nicht stark genug, das Fillament konstant einzuziehen, was ein aussetzen der Extrusion zur Folge hat und somit den Druck ruiniert.

3D-Druck: Funktionsbauteile aus weissem PLA. Foto: Squareone

3D-Druck: Funktionsbauteile aus weissem PLA. Foto: Squareone

Erfahrungen mit dem MakerBot fünfte Generation: Unser zweites Testobjekt ist ein 3D-Drucker eines sehr renommierten Herstellers, der MakerBot Replicator fünfte Generation, für 3200 Euro. Dies ist ein stolzer Preis im Segment der preisgünstigen 3D-Drucker, die aktuell schon für ungefähr 690 Euro zu haben sind. Beim MakerBot überzeugten uns sofort der produkthafte Eindruck sowie zahlreiche sehr gut gelöste Detailfeatures. Die Druckergebnisse waren nach kurzer Lernphase sehr gut und begeisterten uns. Sie brachten eine völlig neue Arbeitsweise zur Überprüfung der 3D-Daten unserer Solid Works Daten in die Projektarbeit ein. Dann jedoch setzte nach ungefähr drei Wochen der erste Druckkopf mitten in der heißen Phase einer Präsentationsvorbereitung aus. Mit Bordmitteln ließ sich der Drucker nicht reparieren, ein Anruf beim Support brachte sofort die Zusage, einen Druckkopf zu schicken, sodass der Drucker nach drei Tagen wieder funktionsfähig war. Nur wenig später war jedoch auch der neue Druckkopf nicht mehr zu gebrauchen. Wiederholt wurde uns problemlos ein neuer Druckkopf zugesagt, der uns allerdings aufgrund von Lieferproblemen erst nach ungefähr drei Wochen geschickt werden konnte. Nachdem auch die nächsten vier Druckköpfe keine längere Lebensdauer hatten, haben wir den MakerBot mit der Bitte um Erstattung des Kaufpreises an den Deutschen Vertrieb zurückgeschickt. Hierfür erhielten wir eine Absage und nach zwei Wochen unser Gerät repariert zurück. Derzeit funktioniert der Drucker zwar, aber wir fragen uns natürlich, wie lange der neue Druckkopf hält und was nach Ablauf der 12-monatigen Gewährleistung geschehen wird.

Mögliche Perspektiven des 3D Drucks

Dass hier die Freude an der Technologie und dem Selbermachen einer Kosten-Nutzen-Betrachtung nicht standhalten kann, ist für den männlichen Endverbraucher sicher durchaus in Ordnung. Plattformen wie Thingiverse.com oder Materialise.com zeigen eine erste Richtung, die bisher jedoch nur vereinzelt über Spielereien wie beispielsweise Tischaufstellern für das Smartphone oder den 3D-Scan des eigenen Gesichts hinausgeht. Gerade auf Sharing-Seiten wie Thingiverse.com wird sehr deutlich, dass die Auseinandersetzung mit Gestalt und Funktion eines Körpers, also einer dreidimensionalen Anwendung, keinerlei Erfolg verspricht, wenn sie nur auf die Hobby- oder Heimwerkerebene begrenzt ist. Ruckelnde Getriebe, raue Handyhüllen oder lustige Roboter gibt es auf Thingiverse viele, sinnvolle Applikationen wie beispielsweise Adaptierstücke für technische Geräte zur Erweiterung der Funktionalität sind bisher noch selten. Wohin also kann der Weg der verlockenden Welt des 3D-Drucks hinführen? Zu privaten Modellbauanwendungen, 3D-Druckershops vergleichbar mit Copyshops für Endverbraucher, Ersatzteile für Haushaltsgeräte zum Selberdrucken, Druck von Ersatzteilen älterer Produkte direkt in den Läden aus hochfestem Kunststoff on demand für Unternehmen wie beispielsweise IKEA?

Fazit

Was auch immer die Antwort sein mag, für Verbraucher, die die Effizienz ihrer Beschäftigung mit Computern kritisch überwachen, steckt diese Technologie (zumindest die Geräte des untersten Preissegments) noch in den Kinderschuhen. Und selbst eine Entscheidung zugunsten namhafter und zum Teil viermal so teurer Geräte kann zu Enttäuschung und Ärger führen. Wer jedoch Freude am Experimentieren hat und sich intensiv mit dieser spannenden Materie auseinandersetzen möchte, findet hier ein weites Feld. Und wenn diese neue Technologie für den Endverbraucher sowohl Spaß als auch Nutzen bringt, werden bald 3D-Drucker von Philips oder Petra unter dem Weihnachtsbaum liegen. Wenn Sie das Thema interessiert, steht Ihnen Philipp Raupach gern mit seinen Erfahrungen, Tipps und Tricks zur Verfügung. Rufen Sie an unter: 0211 159349 64.

Autor: Prof. Martin Topel, Squareone

Über den Autor:

Seit 1999 leitet Prof. Martin Topel den Lehrstuhl für Investitionsgüter und Systeme an der Bergischen Universität Wuppertal. Hier gründete er zusammen mit Gert Trauernicht das Labor für Visionen – visionlabs.org, außerdem ist er ebenso wie Gert Trauernicht Inhaber des Unternehmens Squareone, Düsseldorf. Neben seiner ausgewiesenen Stärke in der Konzeptentwicklung und der Gesamtbetreuung komplexer Projekte ist er als Gutachter innerhalb von Geschmacks- und Gebrauchsmusterprozessen tätig und Juror bei internationalen Designwettbewerben.