über Wasser, Wolken, Stahl und mehr. . .

Leder & 3D

Der Gedanke entstand beim Erstellen eines Krifon-Patches, das ist das folgende Kapitel, in dem ich auch ausführlich auf die Problematik eingehe und erkläre, warum es im Falle des Krifon-Logos dann doch eine Gravur werden musste.

Zunächst stellte sich mir die Frage:

Lassen sich Prägeklischees auch mit einem 3D-Drucker anfertigen?

Denn das würde viele tolle Möglichkeiten eröffnen. Die Nutzung eines 3D-Druckers für Leder-Prägeklischees war mir jedenfalls noch nicht begegnet...

Anstelle also mittels einer bearbeiteten Vektor-Grafik direkt bei industrie-gravuren ein Lederprägeklischee in Auftrag zu geben, wollte ich die Möglichkeit selbst zu drucken zunächst intensiv prüfen. Dazu musste ich mich natürlich auch erst in die ganze Thematik einarbeiten. Hierzu benötigt man diverse Software und dank vieler youtube-Tutorials und "Tante google" wußte ich bald, was man alles benötigt und was man davon als freeware preiswert, aber gut nutzen kann / darf.

Dies fing mit einer druckfähigen Bearbeitung in gimp (eine Art open-source photoshop) an, ging mit dem Erstellen eines 3D-Körpers in einem CAD-Programm weiter, hier entschied ich mich für autodesk Fusion360, einer professionelle Software, die aber für private Anwendungen kostenfrei ist, und endete dann mit einer Slicing-Software, bei der ich mich für CURA von Ultimaker entschied.

Hier einmal der Vorgang des abschließenden Slicens:

Das Programm errechnet für jede Schicht die ideale Führung der Düse und kann dies auch in einer Vorschau anzeigen:


(Das Problem der unzureichenden Leistungsdaten meines PCs behandele ich ebenfalls im nächsten Kapitel, ebenso, warum ich mich gegen einen SLA-Drucker entschied. Ich bin also bei einem normalen FDM-Drucker gelandet, der verschiedene Filamente von PLA, ASA, ABS bis hin zu flexiblen TPU verarbeiten kann. Hier waren dann erneut viele Tests auf youtube sehr hilfreich. Ich wollte ja kein 3D-Nerd werden und erst mal lange herumbasteln, bis ich die ersten Drucke wirklich  hinbekomme...)

Eine umfangreiche Montage ist zwar nicht wirklich ein technisches Problem für mich, aber schon die Einarbeitung in die verschiedenen Programme war zeitaufwändig genug, da sollte der Drucker möglichst schnell und unkompliziert hochwertige Drucke erstellen, er sollte für mich ja nur ein Hilfsmittel zur Werkzeugerstellung sein, nicht Selbstzweck....

Aber ich hatte schon genaue Vorstellungen, z.B. zur Bauraumgröße. Wie meine Buch-Presse sollte er schon ein DIN A4 Format als Klischee am Stück erstellen können. Also keine Teile, die man dann zu dieser Größe erst zusammensetzt. Auch sollte er dies wegen der Layerausrichtung und um Haftungsprobleme beim Druck zu verhindern, flach liegend schaffen. Dadurch war die Bauraumhöhe absolut sekundär, aber das Maß des Druckbettes wichtig. Außerdem sollte er zuverlässig, leise und vor allem einigermaßen preiswert und schnell verfügbar sein.

Dies alles führte mich zu einem Artillery Sidewinder X1, (was für ein hirnrissiger Name!), mit einer Bauraumgröße von 300x300x400mm, den ich in Österreich bestellte, um Lieferprobleme ex China und die ganze Zoll- und EUst-Problematik zu umgehen. Als Erstausstattung bestellte ich beim gleichen Lieferanten auch noch Verbatim silbergrau PLA, Verbatim schwarz ABS und 3DJake hellblau ASA  Filamente.

Bis zur Ankunft war jedoch noch einiges zu tun. So lud ich mir Testkörper zur Inbetriebnahme herunter und musste mir auch noch CURA einrichten, ein Profil für den gewählten Drucker erstellen und die Einstellungen für das Filament vornehmen. Ohne die Hilfe von einigen Youtube-Kanälen wäre mir das sicher kaum gelungen. Das ist schon eine tolle Sache, wenn einem die vielen möglichen Menüs und Untermenüs mit ihren Tausenden von Einstellmöglichkeiten, von denen man zum ersten Mal hört, richtig erklärt werden...

Nach drei Tagen bereits angekommen, baute ich ihn am Wochenende auf, und nahm noch im Wohnzimmer die Grundeinstellung vor. Wobei das "Bed levelling" der wichtigste Arbeitsschritt war. Dabei wird sichergestellt, dass die Düse (Nozzle) an allen Stellen des Arbeitsraumes den richtigen Abstand zur beheizten Grundplatte hat. Ein simpler anschließender Testdruck verriet, dass es mir auf Anhieb gelungen war und auch die Haftung bei den eingestellten Parametern stimmte.

Anschließend wollte ich einen Temperaturtower drucken. Der jeweilige Abschnitt soll in der bezeichneten Temperatur gedruckt werden. Solche Testkörper werden als STL-Datei auf thingiverse in großer Anzahl kostenlos zur Verfügung gestellt und müssen dann im Slicing Programm durch Änderung des g-codes mittels Scripte so geändert werden, dass die Blöcke in der bezeichneten Temperatur gedruckt werden. So stellt man fest, ob die Parameter richtig eingestellt sind und mit welcher Temperatur das jeweilige Filament auf dem eigenen Drucker, die besten Ergebnisse erzielt.

Dieser Ausdruck verriet mir, dass das Material am ehesten zwischen 200° und 205°C benutzt werden sollte. Die Haftung stimmte, aber in allen Temperaturbereichen zog er Fäden (Stringing). Hier musste ich das Druckprofil im Bereich "Einzug" (= Retract) verändern.

Dann folgte der erste eigene Druck für das Projekt Bucheinband, der Schriftzug für den Autorennamen des Buchrückens.

Der Druck lief ~2,5h und bei Fertigstellung hatte schon ein entsprechend gewässerter Lederrest bereits die richtige Restfeuchte erreicht und die Probeprägung begeisterte mich. Nicht nur, dass sie prinzipiell gelungen war, nein auch war schon mit PLA ein durchaus geeignetes Filament gefunden...

Ok, nun sollte ein größerer Druck für dieses Projekt endlich Gestalt annehmen. Aber dazu musste ich dem Drucker erst mal einen dauerhaften Arbeitsplatz einrichten. Von drei Seiten umschlossen, im Raumwinkel meines "Arbeitszimmers" bestmöglich vor Zugluft geschützt und fast "eingehaust", habe ich eine penibel nivellierte und schwingungsarme Unterlage aufgebaut, die ich einfach durch drei nicht benutzte Lautsprecher mit rund 80kg Gewicht darstellte.

Hier durfte nun als erstes die Bodenplatte eines Jugendstilrahmens als zweiter Test in PLA dienen. CURA gab eine Druckdauer bei 100% Füllung von 16,5h an und ich startete morgens um 06:00 Uhr, nach kurzem Vorheizen den Druck...

Hier ein Blick auf den ganzen "Arbeitsplatz".

Nach 6 Stunden brach ich den Druck jedoch ab, denn die Innenkanten und auch einige Kanten aussen, lösten sich vom Heizbett (in diesem Fall durch warping). Ich hoffe, man kann hier sehen, wo sich die Unterseite vom Bett löste...

Wieder korrigierte ich die Einstellungen. So änderte ich die Füllung auf 50% und erfuhr nach kurzer Recherche, dass die Temperatur des Heizbettes unter der Glastemperatur des Filamentes liegen sollte. Von den allseits empfohlenen 60°C reduzierte ich also auf 52°C, eine Temperaturmessung mit meinem Infrarotmessgerät, welches ich normalerweise für meinen Brennstempel verwende, ergab, dass meine Heizplatte mittig etwas wärmer wurde, als angezeigt (~65°C), Wahrscheinlich war das vom Hersteller so beabsichtigt, da die Wärmeverteilung zur Aussenseite des Bettes hin, stark zu wünschen übrig lässt. Über das ganze Bett mag ja so ein annähernder Mittelwert zustande kommen, ist aber wenig praxisgerecht. Besser ist es, vorab die Stellen zu messen und so die richtige Temperatur dort sicher zu stellen, wo der Druckgegenstand auch tatsächlich aufliegt.

Mit der so geänderten Füllung ...

reduzierte sich die Druckzeit auf 9,5h und ich startete den Druck neu. Das war gut, denn so sollte der Druck wieder gegen etwa 23:00 Uhr fertig werden und ich wollte den Drucker nicht beim Schlafen einfach weiterdrucken lassen. Ich verlor also keine Zeit durch den Druckabbruch.

Auch die reduzierte Füllung in "Würfelform" sollte dem späteren Pressen noch genügend Widerstand entgegen setzen und sah auch entsprechend solide aus.

Es macht mir Spaß, den Drucker bei der Arbeit zu beobachten, das hat geradezu eine hypnotische Wirkung, wie exakt er eine Bahn neben die andere legt...

Diesesmal gelang auch alles so, wie ich es mir vorstellte ...

...und nach dem Feinjustieren einiger Parameter hatte ich meine Einstellungen nun gefunden und druckte die restlichen Vorlagen schon mit entspannter Routine...