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3D-Drucker selber bauen

3D-Drucker selber Bauen: machbar und günstig

Für eingefleischte Maker ist das „selber bauen“ eine weit verbreitete Nebenbeschäftigung und warum haben sie sich einen 3D-Drucker angeschafft? Jeder hat schon mal versucht selbst etwas zu bauen und somit etwas eigenes, individuelles zu erschaffen. Warum also nicht auch einen 3D-Drucker selber bauen? Schließlich werden dafür genügend3D-Drucker selber bauen Bausätze angeboten.

Jeder kennt das Besondere an dem, was er selbst gebaut hat. Es wird Zeit investiert und es zum Werk eine Bindung entwickelt. Dafür muss niemand ein Architekt oder Künstler sein. Schon im Kindesalter hat jeder seine ersten Erfahrungen mit genau diesem Gefühl gemacht, wenn die erste Sandburg stand oder aber mit Legos das erste Bauwerk fertiggestellt wurde. Später kam die Bude im Wald dazu, später dann das Tunen des Autos und die erste Wohnung wird mit einem selbst gebauten Sofa aus Paletten ausgestattet. Selbst beim Hausbau wird immer mehr Hand angelegt.

Wird eine Waschmaschine, ein Staubsauger oder eine Mikrowelle selbst gebaut? Das wohl eher nicht, denn dafür fehlen in der Regel die technischen Komponenten und auch das technische Know-How. Genau das ist das Außerordentliche dabei einen 3D-Drucker selber zu bauen.

3D-Drucker Bausatz

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VELLEMAN K8200 3D-DRUCKER BAUSATZ - Geeetech® 3D Drucker Acrylic Prusa I3 Pro B 3D Drucker Kit Selbstbauen 3D Drucker, DIY 3D Printer kit - Anycubic Prusa
ModellVelleman K8200 BausatzGeeetech® Prusa I3 ProAnycubic Prusa I3
Preis

388,95 € 435,00 €

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245,00 €

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282,36 € 339,99 €

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HerstellerSonstigeGeeetechSonstige
TypBausatzBausatzBausatz
Druckqualität100 Mikrometer, 100-200 Mikrometer, über 200 Mikrometer100-200 Mikrometer, über 200 Mikrometer100-200 Mikrometer, über 200 Mikrometer
FilamentABS, PLAABS, PLAPLA
AnwendungsbereichAnfänger-Bereich, Hobby-BereichAnfänger-Bereich, Hobby-BereichAnfänger-Bereich, Hobby-Bereich
LCD-Display
Beheiztes Druckbrett
Bauteilkühlung
WLAN
Dual-Extruder
Preis

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Details➥ Preis Auf . PRÜFEN*Details➥ Preis Auf . PRÜFEN*Details➥ Preis Auf . PRÜFEN*

Die ersten Schritte beim 3D-Drucker selber bauen

 

Als Erstes solltest du dich mit der Materie 3D-Drucker schon auseinandergesetzt haben. Im Idealfall besitzt du sogar schon einen solchen Drucker, als Bausatz oder Fertig-Gerät, und weißt, worauf es ankommt, wenn du einen 3D-Drucker selber bauen möchtest.

 

Sollte das nicht der Fall sein, dann solltest du dir einige Projekte im Netz ansehen, die Berichte und Erfahrungen lesen und besonders von deren Fehler lernen, die sie beim 3D-Drucker selber bauen gemacht haben –, womit du diese vermeiden kannst. Um ehrlich zu sein, einen 3D-Drucker selber bauen das bedeutet vor allem viel Recherche-Arbeit.

 

Um ehrlich zu sein, können wir dir nicht empfehlen, einen 3D-Drucker selber zu bauen, ohne das du vorab bereits im Besitz von einem solchen warst. Denn in dem Fall fehlt dir die notwendige Erfahrung im 3D-Druck. Ein etwas anderer Fall ist es, wenn du ein Ingenieur oder etwas vergleichbares bist.

Organisiere & Plane: Arbeite nicht stumpf draus los

Bevor du nun damit beginnst, dein erstes Bauteil im CAD zu erstellen, solltest du die grundlegenden Dinge für einen 3D-Drucker planen. Dabei geht es beispielsweise um folgende Fragen:
  • Welche Funktionen soll der Drucker haben?
  • Wie groß soll der Druckbereich sein bzw. das Druckvolumen?
  • Wie ist es um den mechanischen Aufbau bestellt?
  • Aus welchem Material soll der Druckerrahmen bestehen?
  • Bowden Extruder oder Direct-Drive Extruder?
Eben diese und weitere Fragen solltest du dir selbst beantworten, bevor du mit der CAD-Arbeit beginnst. Von Vorteil ist es, wenn du dir ein Pflichtheft erstellst, in dem du alle Dinge einschreibst, die dein 3D-Drucker aufweisen soll.

Besonders der mechanische Aufbau legt gleich zu Beginn die grundlegenden Rahmenteile fest und daher gehen wir jetzt erst einmal auf die unterschiedlichen Mechanik-Varianten ein sowie deren Vor- und Nachteile.

 

Das kartesische System

Dieses hat dich vielleicht schon in der Schule begeistert oder auch gelangweilt. Dieses System spannt im Grunde drei Achsen auf, die im Schnittpunkt senkrecht zueinander stehen. Dabei werden die Koordinationsachsen zumeist als X, Y und Z bezeichnet. Das bedeutet nichts weiter, als das es in dieser mechanischen Realisierung für jede Koordinationsachse eine bewegliche Achse am Drucker gibt. Damit steuert jeder Schrittmotor auch nur eine Achse.

 

Vorteile
Einfache Realisierung
Kurze Riemen
Separate Schrittmotoren für jede Achse
Hervorragende Präzision
Nachteile
Hohe Druckgeschwindigkeiten sind nicht möglich
Vibrationsanfällig
Das gesamte Druckbett bewegt sich, daher muss es so leicht wie möglich verbaut werden

Das CoreXY Prinzip

 

Dieses ähnelt dem H-Bot Prinzip und basiert auf der Änderung der X-Y-Achsen. Die Achsen werden im klassischen kartesischen Design getrennt und jeweils vom Schrittmotor gesteuert. Hier werden jedoch zwei Schrittmotoren gekoppelt und für die gleichzeitige Steuerung der X-Y-Achse verwendet. Diese Kopplung wird durch die spezielle Anordnung der Riemen erreicht.

 

Vorteile
Eine hohe Geschwindigkeit ist möglich
Eine hohe Präzision
Es werden Momente wie beim H-Bot Rahmen werden verhindert

 

Nachteile
Es sind viele Umlenkrollen notwendig
lange Riemen
Allgemein aufwendiger als das kartesische System

 

Die weiteren Systeme

H-BOT Prinzip

Zudem gibt es noch das H-Bot Prinzip, das durch den Ultimaker bekannt wurde. Hier gibt es ebenfalls wie beim CoreXY Prinzip zwei gekoppelte Schrittmotoren, die für die Bewegung der X-Y-Ebene verwendet werden.

Delta-Prinzip

Das Delta-Prinzip ist wohl das schönste, zumindest von der Optik, wenn es darum geht, dass du einen 3D-Drucker selber bauen möchtest. Der Delta Drucker kann an seiner Größe erkannt werden. Dieser Drucker wird, je nach gewünschter Bauhöhe sehr hoch und aufgrund der Mechanik ist das Druckbrett rund und nicht quadratisch.

Der Beginn einen 3D-Drucker selber bauen

 

Wenn du die Frage geklärt hast, welches der Mechanik-Systeme du nutzen möchtest, dann musst du dir tiefgründigere Fragen beantworten. Hier einmal einige Fragen, auf die du eine Antwort finden musst, wenn du einen 3D-Drucker selber bauen möchtest.

 

Hier einmal einige Fragen, die dir ein Bild davon aufzeigen, worauf du achten musst:

 

  • Das Budget?!
  • Wie groß sollen die gedruckten Objekte werden bzw. wie groß soll das Druckbrett ausfallen?
  • Soll der Druckraum beheizt sein, ja oder nein?
  • Soll die Druckplatte beheizt sein, ja oder nein?
  • 230 V, 24 V oder 12 V?
  • Sollen Netzteile und Elektronik am Drucker verstaut werden oder doch lieber extern?
  • Direct-Drive-Extruder oder Bowden-Extruder?
  • Ist ein LCD-Display erwünscht?
  • Die Art der Lagerung – Wellen oder Schienen?
Du siehst, es gibt Fragen über Fragen, wenn es darum geht einen 3D-Drucker selber bauen zu wollen. Es ist wichtig, im Vorfeld alles ganz genau abzuklären, damit du später nicht das komplette Design umwerfen musst, da du dann doch ein größeres Druckbrett verbauen möchtest, welches aber nicht in deinen Rahmen passt.

Der Start: Auf geht’s den 3D-Drucker selber bauen

Zmorph ZSXF 3D-Drucker 2.0 SX

Auf alle Fragen sind die passenden Antworten gefunden, dann kannst du damit loslegen den 3D-Drucker selber zu bauen – sofern du eine geeignete CAD-Software besitzt. Sollte das nicht der Fall sein, dann musst du dir eine besorgen, hier gibt es leistungsstarke Software-Angebote bspw. von SolidWorks oder Autodesk Inventor, die im Übrigen für Studenten kostenlos sind. Sollte das keine Option für dich sein, dann kannst du auch auf andere kostenlose Programme setzen, wie 123d Design von Autodesk oder FreeCAD.

Es kommt darauf an, welche CAD-Software du benutzt, um auf leistungsstarke Bibliotheken zugreifen zu können, um die Norm-Teile und weitere Bauelemente wie Schrauben und Muttern in die Konstruktion einzufügen. Sollten diese Bibliotheken nicht vorhanden sein, dann findest du bspw. auf GrabCAD eine Reihe von Modellen für Lager, Lagergehäuse und vieles mehr kostenlos.

 

Nutze vorhandene Bauanleitungen

Auch online findest du bereits eine Vielzahl von Bauanleitungen, die es dir ermöglichen den 3D-Drucker selber bauen zu können.

Einen 3D-Drucker selber bauen – worauf musst du achten

In vielen der 3D-Drucker sind 8mm Wellen verbaut. Auch in den Foren kann immer wieder nachgelesen werden, dass dünne Wellen verbaut werden. Aber diese sind für höhere Geschwindigkeiten und größere Druckflächen ab 15 x 15 cm ungeeignet. Daher solltest du lieber zu 10mm oder sogar 12mm Wellen greifen. Diese sind solide und hängen auch bei längeren Wellen nicht so stark durch wie die von 8mm.
Verwendest du einen dieser Sensoren, dann ersparst du dir viel Zeit für das erstellen deines Druckbretts. Die Auto-Bed-Leveling Funktion, die in der Marlin-Firmware enthalten ist, misst standardmäßig 9 Punkte auf dem Druckbett und legt mathematisch durch alle neun Punkte eine Ebene. Somit erhältst du ein perfekt ausgerichtetes Druckbett und eine Düse, die sogar bei einem schiefen Druckbett korrekt und mit einem gleichbleibenden Düsenabstand zum Druckbett folgen kann.
Das Hauptaugenmerk beim 3D-Drucker selber bauen gilt dem Rahmen. Wird der Rahmen nicht ordentlich versteift, dann kann das bereits bei moderaten Geschwindigkeiten Schwingungen im Druckbild erzeugen. Das kann vermieden werden, in dem auf geeignetes Rahmenmaterial gesetzt wird. Empfehlenswert sind Aluminiumprofil von 20 x 20 i-Typ Nut 5. Solider ist es sogar mit 20 x 40 I-Typ Nut 5.
Es kann immer wieder im Netz nachgelesen werden. Es werden solide Aluminiumprofile für den Rahmen genutzt, aber dann mit schwachen Kunststoffverbindern verbunden – die oftmals sogar selbst gedruckt wurden. Bedenke, der Rahmen ist nur so stabil wie sein schwächstes Glied. Wenn du es richtig machen möchtest, dann nutzt du Automatik Verbinder. Das gilt im Übrigen für alle tragenden Strukturen an dem 3D-Drucker!
Es kann immer wieder beim Betrieb von einem 3D-Drucker dazu kommen, dass eine Düse verstopfe oder ein Filament in der Düse klemmt. Das nervt und noch nerviger wird es, wenn das HotEnd nur mit viel Umstand zu entfernen ist. Du solltest beim 3D-Drucker selber bauen den HotEnd-Halter so verbauen, dass er problemlos zu demontieren ist.
Du hast den perfekten 3D-Drucker konstruiert und nun bemerkst der beim Bau, dass du auch Kabel verlegen musst – aber dafür ist kein Platz vorgesehen. Das ist mehr als schlecht! Also mache dir im Vorfeld darüber Gedanken, wie die Kabel verlegt werden sollen.
Für alle Verbindungen die in Buchsen, Steckverbindungen etc. enden, solltest du Aderendhülsen nutzen. Diese kannst du mit der entsprechenden Zange problemlos montieren. Sie verhindern die Korrosion von Kupferdrähten am Anschluss und schaffen zudem einen guten Kontakt.
Es gibt wohl kaum etwas Gefährlicheres als einen nicht geerdeten 3D-Drucker Rahmen, in dem ein 230V-Heizbett betrieben wird. Sollte es zu einem Defekt des Heizbettes kommen oder die Zuleitungen liegen sogar im ungünstigsten Fall eine 230V Spannung am Rahmen an, dann droht Lebensgefahr. Also den Schutzschalter auf keinen Fall vergessen beim 3D-Drucker selber bauen.

Im Grunde kann dir niemand konkrete Tipps geben, worauf du achten musst beim 3D-Drucker selber bauen. Der Grund dafür ist, dass die Tipps stets von der gewählten Mechanik abhängig sind, von dem Design und auch von den geplanten Funktionen. Aber dennoch gibt es einige grundlegende Tipps:

Fazit: Einen 3D-Drucker selber bauen

Du siehst, es gibt vieles zu bedenken, wenn du einen 3D-Drucker selber bauen möchtest. Überlege dir ob dir dieser Aufwand zu viel ist oder nicht doch lieber auf einen Bausatz setzt oder sogar ein fertiges Modell kaufst.