3D-Druck – Probleme und Lösungen

Nicht immer läuft beim 3D-Druck alles glatt. Manchmal ist die Lösung einfach, ein anderes Mal braucht es viel Geduld und Kaffee…

Einleitung

Seit einem guten Jahr nenne ich einen Creality CR10-S5 3D-Drucker mein Eigen. Der Drucker hat bisher sehr gute Ergebnisse abgeliefert. Dennoch habe ich zeitweise sehr viel Zeit in die Fehlersuche und Fehlerbehebung investiert. Auch wenn die Bedienung des Druckers im Allgemeinen sehr einfach ist, lauern auf dem Weg von der Zeichnung bis zum fertigen Druckteil so einige Stolpersteine. Manchmal sind es kleine Dinge mit grosser Wirkung. Ich schreibe diesen Bericht hier mit Absicht etwas ausführlicher und nach Möglichkeit ohne grosse Fachbegriffe, weil ich hoffe, dem einen oder anderen Leidensgenossen helfen zu können, ohne dass dieser gleich einen Doktortitel erwerben muss.

Wer den einen oder anderen Blog-Beitrag von mir bereits gelesen hat, der hat vielleicht auch mitgekriegt, dass ich Anfangs Probleme mit dem Anfahren, dem Leveln des Druckbetts und der Haftung des Druckteils auf dem Druckbett hatte. Hier vollständigkeitshalber meine Lösungsansätze zu diesen Problemen. Es sei hier aber noch erwähnt, dass ich bisher nur PLA drucke und daher diese Angaben z.B. für ABS oder andere Kunsstoffe nicht zwingend auch zutreffen müssen.

Problem: Anfahren des Druckers macht Probleme

Etwas genauer gesagt hatte ich Probleme damit, dass der Druckkopf zu Beginn durch auslaufendes Material verklebt war und dieses Material dann beim Anfahren auf dem Druckbett liegen geblieben ist. Bereits bei der zweiten Runde für die Druckbetthaftung ist dann der Druckkopf in dieses überschüssige Material gefahren und hat die erste Linie vom Druckbett geriessen.

Lösung:

Das ist ein Problem, das sich selbst gelöst hat, bevor ich etwas aktiv unternehmen musste. Durch ein Update der Cura Slicer-Software wurde eine Funktion eingeschalten, welche den Druckkopf immer vor dem Druck zuerst einmal auf dem Druckbett in Z-Richtung hin und her bewegt bzw. eine Linie drucken lässt. Dabei wird überschüssiges Material am Druckkopf meist abgestreift und bleibt so nicht beim Druckteil liegen.

Problem: Das Druckbett kann nicht ausgerichtet werden bzw. ist immer wieder verstellt

Wer das jetzt liest wird sich bei der anschliessenden Lösung vielleicht fragen, ob ich eventuell von der Materie einfach keine Ahnung habe, da dies ja wohl klar sein sollte, aber ich will hier nicht nur Meisterleistungen erwähnen, sondern auch zeigen, dass man öfters vor lauter Bäumen den Wald nicht sieht. So ist es mir ergangen.

Was ist passiert? In einem anderen Blog-Bericht habe ich das Leveln des Druckbetts beschrieben. Das hat bei mir immer wieder Probleme gemacht, da das Druckbett auf Federn gelagert ist und ich die Einstellschrauben nicht so justieren konnte, dass das Bett wirklich zu 100% eben war. Die Feder vorne links war jeweils schon am Ende ihrer Federkraft und hätte aber das Bett noch zwei Zehntel Millimeter höher drücken sollen. Diesem Problem habe ich irgendwann einen Riegel geschoben und das Bett ohne die Federn direkt mittels Flügel- und Kontermuttern justiert. Das hat super geklappt bis auf einmal wieder alles verstellt war…

Lösung

Nein, die Gewindestangen, die das Bett in der Position gehalten haben waren nicht geschrumpft oder gewachsen. Auch die Muttern wurden nicht verändert. Dennoch habe ich immer wieder dran rumgefummelt und musste immer wieder das Bett mittels Autolevel-Funktion neu einstellen. Das kann doch nicht sein, oder? War es auch nicht… Ich hatte nur einen Teil des Problems vorgängig erkannt und mittels Flügel- und Kontermuttern gelöst. Der zweite Teil fehlte noch. Ich hatte mich nämlich gewundert, dass ich ein Teil fertig drucken konnte und der Druckkopf bereits beim nächsten Teil wieder verstellt war. Wie kann das sein? Ganz einfach. Ich habe jeweils die Teile die Nacht durch laufen lassen. Am folgenden Morgen waren dann die Teile oftmals fertig und der Druckkopf stand in der Home-Position oder sonst wo. Das Druckbett wurde automatisch ganz nach vorne gefahren und kühlte ab. Meistens hatte ich dann nicht gleich Zeit, den nächsten Druckjob in Auftrag zu geben und habe den Drucker ausgeschaltet. Genau da lag der Fehler. Die X-Achse ist beim Creality-Drucker auf zwei Gewinde-Spindeln gelagert. Diese Spindeln heben und senken den Druckkopf und bilden damit die Z-Achse. Jede Spindel hat unten ihren eigenen Motor und schraubt die Spindel bzw. die Achse mit demselben synchron nach oben. So lange der Drucker eingeschaltet ist bzw. die Schrittmotoren unter Strom stehen (Unter Strom stehen bedeutet nicht, dass die Wellen sich auch drehen), ist die jeweilige Welle der Motoren blockiert. Die Gewinde-Spindeln lassen sich so nicht von Hand drehen. Schaltet man den Drucker aus, ist auch der Strom an diesen Motoren weg. Da meine Spindeln sehr leichtgängig sind, hat das Eigengewicht der X-Achse bzw. der Traverse  dazu geführt, dass eine der beiden Spindeln sich locker noch ein paar Millimeter nach unten bewegt hat. Der Rest ist Geschichte. Jedes Mal, wenn ich den Drucker wieder eingeschaltet habe, war somit die X-Achse einseitig verstellt und nicht etwa das Druckbett. Tia, wenn zwei sich verstehen, haben sie das ganze Jahr hindurch genügend Arbeit…

Der Hammer ist jetzt natürlich, wenn man wie ich zu bescheuert ist, das zu merken und nicht nur einmal sondern mehrmals die Schrauben am Druckbett verstellt statt die X-Achse auszurichten…

Mein Tipp: Ich habe zwei Alu-Plättchen auf die exakt gleiche Grösse zugesägt und nutze diese als Abstandhalter zum Ausrichten der X-Achse. Einfach vor dem Druck die Motoren der X-Achse deblockieren (Das kann man beim Creality-Drucker über die Steuerung unter Disable Steppers machen) und beidseitig von Hand die X-Achse via Spindeln genau auf die Alu-Plättchen abstellen. Ein ganz feiner Spalt muss zwischen den Plättchen und dem Profil noch vorhanden sein. Das ist wichtig. Danach die X-Achse via Controller wieder ein paar Millimeter hochfahren, die Plättchen entfernen und den Druckkopf in die Home-Position schicken. So lange man nun den Drucker nicht abschaltet oder den Steppern den Strom wegnimmt, sollte die X-Achse an Ort und Stelle bleiben.

Problem: Die Teile haften nicht am Druckbett

Das ist jetzt so ein Tipp, den ich nur für PLA getestet habe und der möglicherweise bei ABS nichts bringt.

Lösung:

Lesen Sie den Beitrag Druckbett Haftung verbessern. Die Lösung mit dem Weissleim ist bisher unerreicht und funktioniert wirklich gut. Beim Mischungsverhältnis muss ich aber zugeben, dass ich das genaue Verhältnis noch nicht wirklich kenne. Es dürfte so zwischen 1:5 und 1:10 liegen. Also ein Teil Leim und 5-10 Teile Wasser

So, was ich bisher geschrieben habe, wurde bereits in anderen Blog-Beiträgen von mir erwähnt. Was nun kommt, ist neu und teilweise nicht weniger peinlich als die Sache mit der X-Achse…

Problem: Das Filament bricht ständig

PLA-Filament ist teilweise sehr brüchig. Filament ist nicht gleich Filament. Manchmal kann es dann schon nerven, wenn mitten im Druckprozess das Filament bricht

Lösung:

Ich habe im Laufe meines ersten 3D-Druck-Jahres einige Filamente getestet. Ich bin auch auf unterschiedliche Weise zu Filament gekommen und teilweise habe ich sogar Filament verwendet, das offiziell gar nicht für meinen Drucker gemacht wurde. Im Allgemeinen gab es kein Filament, das jetzt wirklich grottenschlecht war. Das Original-Filament, das dem Drucker beigelegen hat, war von der Qualität her nicht so berauschend, aber für meine ersten Versuche hat das durchaus gereicht. Als ich den Drucker bestellt habe, waren bei der Bestellung auch gleich noch zwei Rollen weisses Filament aus China mit drauf und an diesem Filament gab es von meiner Seite her nichts auszusetzen. Jedoch habe ich im letzten Sommer den Drucker inkl. Filament-Rolle einige Zeit unbenutzt stehen lassen und das war ein Fehler. Das Filament wurde brüchig und der zugegeben kleine Rest auf der Rolle somit unbrauchbar. Das Filament sollte, wenn es nicht gebraucht wird, unbedingt in einer Plastiktüte vor Licht und dem Austrocknen geschützt werden. Dem hatte ich keine Beachtung geschenkt und das Ergebnis waren Bruchstellen alle paar Zentimeter. Das Filament war so brüchig, dass es vom Extruder, das ist das Ding, das das Filament vorwärts schiebt, zerdrückt wurde.

Ich habe im Laufe des Jahres aber auch festgestellt, dass einige Filamente von Haus aus viel eher brechen als andere. Auch ist nicht jedes Filament gleich gut für den Druck geeignet. Die besten Erfahrungen habe ich bisher mit dem Filament von Renkforce gemacht. Das ist bei Conrad erhältlich. Nicht das günstigste Filament, aber in meinen Augen den Preis wert.

Problem: Wie aus Geisterhand hat der Drucker das Drucken verlernt

Manchmal bin ich echt Weltmeister in Sachen Zeit vergeuden. Und manchmal kann ich das sogar ein paarmal hintereinander ohne zu merken, dass ich mich selbst von A bis Z beübe…

So geschehen vor ein paar Wochen. Ich hatte gerade Teil Nummer 7 von 8 gleichen Teilen am Drucken. Keine kurzfristige Übung, da jedes Teil eine Druckzeit von etwa 48 Stunden aufweist. Zugegeben, es gibt schnellere Drucker. Aber mein Drucker musste spezielle Kugellager-Halterungen ausdrucken und diese müssen echt massiv sein. Wo ich üblicherweise 30% Füllung verwende, waren es diesmal 80% und das bei einer Auflösung von 0.12 mm. Teil 1-6 gedeihten prächtig 😉 Bei Teil 7 ging der Ärger los. Nach etwa 40 Stunden Druck kam ich am Morgen zum Drucker und was ich sah war ernüchternd. Der Drucker hatte auf einmal verlernt wie man druckt. Das Teil sah aus, als wäre es direkt vorher von einem Hund zerkaut worden. Nicht so schlimm, dachte ich mir und startete nach einer ordentlichen Reinigung und einer Justierung des Druckers den Druck erneut. 

Nix da. Schon beim Druck der Teile-Haftung bildeten Sich einzelne Bahnen die nicht zusammengehalten haben und es war schnell klar, dass das so nichts wird. Auch etwa 10 Versuche später hatte alles neu Einstellen nichts geholfen. Also, die Düse gewechselt und erneut probiert. Denkste, es wurde nicht besser.

Mir wurde klar, dass es vielleicht am Extruder-Zahnrad liegen könnte. Das ist das Zahnrad, welches das Filament mit Gegendruck an ein Führungsrad vorwärts befördert. Es kann vorkommen, dass dieses Zahnrad voll Filament-Abrieb wird und dann seiner Aufgabe nicht mehr richtig nachkommt. Also habe ich das Zahnrad gereinigt und weitere Versuche unternommen. Klar, dass das nichts gebracht hat… Weiter ging es mit dem Filament-Röhrchen. Ausgewechselt und wieder getestet. Nööö, der Drucker weiss nach wie vor nicht mehr, wie man druckt. Der Andruck des Zahnrades beim Extruder könnte zu schwach sein. Also die Federkraft erhöht und wieder probiert. Na also, geht doch. Blöde Feder…

Zweiter Versuch für Teil Nummer 7. Der Druckkopf dreht zwar seine Runden, aber so recht traute ich dem Ding noch nicht. Die ersten 20-30 Layer laufen schon fast mustergültig. Die Freude ist gross, währt aber nicht lange. Der Drucker druckt wieder nicht mehr richtig.

Nächster Versuch. Ich lasse den Drucker nun über Nacht drucken und es sieht klasse auf. Über einen Tag lang läuft es wie geschmiert. Als ich am kommenden Morgen schaue, sieht es gut aus. Ein paar Stunden später komme ich wieder, aber es sieht aus wie am Morgen. Scheisse, Filament genau zwischen Extruder und Filament-Sensor gebrochen. Der Drucker hat im Leerlauf seine Runden gedreht…

Nächster Versuch. Der Drucker hat das Drucken wieder verlernt. Himmelarsch, was ist das? ich habe unterdessen ein ganz neues Vokabular an Fluchwörtern erstellt und nutze dieses rege.

Nun habe ich genug. Ich bestelle gleich 3 neue Druckköpfe und einen sehr hochwertigen Extruder mit Doppeltem Antrieb. Ebenfalls lasse ich ein kg Filament von einem anderen Hersteller kommen.

Das Filament kommt als Erstes bei mir an und die Ausdrucke werden nicht wirklich besser. Immer nur der Teststreifen auf der Seite ist gut. Der Rest sieht beschissen aus.

Ich entscheide mich, den Drucker mal ruhen zu lassen und zuerst mal Nerven zu sammel für die nächsten Versuche bzw. bis ich die neuen Teile erhalte.

Nächster Versuch. Die neuen Teile sind noch nicht gekommen, aber ich habe gerade Zeit und mache ein paar Versuche mit dem Drucker. Ich klebe ein Klebeband ans Filament und beobachte den Druckvorgang, auch wenn dieser momentan nur unbrauchbares Zeug hervorbringt. Tatsächlich, ich stelle fest, dass sich das Filament zeitweise gar nicht vorwärts bewegt, obwohl das Zahnrad sich durchaus dreht. Greift das Rad nicht richtig? Okay, ich baue den ganzen Extruder ab und nehme ihn auseinander um das Zahnrad penibel zu reinigen, obwohl es noch aussieht wie neu. Drei Schrauben des Extruders gelöst und den Motor ausgebaut. 

Einen der peinlichsten Momente meiner bisherigen 3D-Druckzeit erlebt…

So ein Mist! Das Kunststoffteil an der Unterseite es Extruders ist gebrochen. Wie konnte ich das nur übersehen…

Creality CR10 Extruder Rolle

Ich habe den halben Drucker umgebaut und alles Mögliche und Unmögliche versucht, nur um nach so langer Zeit des Probierens festzustellen, dass dieses Teil gebrochen ist. Gesehen habe ich das nicht, da sich das Teil unten liegend am Extruder befindet. Ich konnte das Teil übrigens auch nicht reparieren bzw. leimen. Ich habe es versucht, aber die Feder drückt dieses Teil mit viel Kraft ans Filament bzw. als Gegendruck ans Zahnrad des Extruders und da ist es sogleich wieder gebrochen.

Unterdessen habe ich den Extruder durch ein Modell aus Aluminium ersetzt und damit war dieses Problem behoben

Extruder Creality Aluminium

Das Alu-Modell ist allerdings nur eine zeitweilige Lösung, da ich einen erheblich besseren Extruder nach wie vor nicht erhalten habe. Im Moment muss ich aber zugeben, dass ich nicht weiss, ob der leistungsfähigere Extruder überhaupt noch notwendig ist. Der abgebildete Extruder ist sehr hochwertig und funktioniert einwandfrei.

Problem: Der Drucker macht eine riesen Sauerei

Ich weiss, das klingt etwas speziell, aber es ist in der Tat so. Im Rahmen des Wechsels des Extruders habe ich auch das so genannte Hot-End mit der Düse gewechselt. So ein Hot-End kostet nur ein paar Franken und ich habe gleich drei davon bestellt, damit ich nicht immer auf ein Ersatzteil warten muss. Nach dem Wechsel des Extruders und des Hot-Ends war es Zeit, endlich Teil Nummer 7 zu drucken. Der Druck lief die erste Nacht hindurch und was ich am Morgen zu sehen bekam, war schon etwas schräg. Leider habe ich dazu kein Foto. Das Druckteil ist etwa 12 x 8 x 5 cm gross und wird mittig auf dem Druckbett gedruckt. Rundhrum um das Druckteil lagen am Morgen Filament-Reste mit Tropfen an den Enden. Ich wollte natürlich wissen, woher diese Reste kommen und habe die Düse etwas genauer betrachtet, ohne den Druck zu stoppen. Mir fiel auf, dass an der Düse Filament klebt. Es sah auf den ersten Blick danach aus, als ob das Hot-End nun zuviel Filament rauspresst und dieses sich sozusagen an der heissen Düse hocharbeitet bis es zu einem Trofpen wird, der dann irgendwann am Druckteil hängen bleibt. Später, wenn der Druckkopf dort wieder vorbei kommt, schiebt er das Teil dann weg oder es wird vom Lüfter davon geweht. Ich wollte den Druck auf keinen Fall erneut stoppen, und so habe ich halt einfach darauf gehofft, dass das Teil ohne Schaden zu Ende gedruckt werden kann um mir anschliessend das Problem näher anzusehen.

Die Lösung:

Der Druck von Teil Nummer 7 ging tatsächlich zu Ende, ohne dass das Teil Schaden genommen hat. Meine Vermutung war unterdessen, dass ich die Düse nicht richtig mit dem Hot-End verschraubt habe und das Filament dort über das Gewinde rausläuft. Nach dem Auseinandernehmen des Druckkopfs war die Sache aber klar. Ich hatte das Montags-Modell eines Druckkopfs erwischt. Das Ding war nicht unten sondern an der Oberseite undicht.

Creality Druckkopf beschädigt

Ich kann jetzt nicht genau sagen, ob ich da was falsch gemacht habe oder nicht, denn die Schrauben, welche die beiden Teile zusammenhalten habe ich vor der Inbetriebnahme nachgezogen und da gab es nichts zu beanstanden. Das Filament wurde zwischen dem roten und dem messingfarbenen Teil auf der Seite des Heizblocks beim Verbindungsrohr zum Kühlkörper rausgepresst. Danach ist alles ganz gemütlich über den Messingblock zur Düse gelaufen. Deshalb hat es auch einige Zeit gedauert, bis der Drucker eine solche Sauerei gemacht hat. Das Filament musste sich erst den Weg über den Block zur Düse suchen. Im laufenden Betrieb ist der Messingblock übrigens mit einer Silikon-Abdeckung versehen und deshalb sieht man auch nicht, wenn da was daran runter läuft.

Ich hoffe, diese paar Erfahrungen helfen dem einen oder anderen Anwender und Neuling in Sachen 3D-Druck, und dazu zähle ich mich ebenfalls, seine Probleme beim Drucken zu lösen. Es sind meistens kleine Ursachen, die den grössten Kummer bereiten 😉

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