Vergleichstest

3D-Drucker im Vergleich

Fertiggeräte im 3D-Druck sollen einfach und schnell dreidimensionale Objekte herstellen. Im Praxistest prüfen wir, welches Modell sich am besten anstellt.

Der 3D-Druck will rein in die Hobbykeller und weg vom Image, dass nur Profis oder ambitionierte Maker mit den Objektdruckern etwas anfangen können. Sie sollen jeden interessierten Technikliebhaber ansprechen, da sie als Fertiggeräte im Gegensatz zu Bausätzen kein Ingenieursstudium mehr voraussetzen, um die Geräte in Gang zu kriegen. Damit versprechen sie uns, mit ein paar Handgriffen betriebsbereit zu sein. Die Geräte setzen dabei alle auf das Schichtschmelzverfahren - Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF). Sie schmelzen Kunststoff, drücken ihn durch eine Düse und setzen ihn kontrolliert Schicht um Schicht auf einer Bauplattform übereinander, bis das Objekt fertig gebaut ist.

Die Bandbreite an unterschiedlichen Modellen ist groß. In Testfeld markieren die Modelle Pearl Freesculpt EX-1 Basic für 700 Euro oder XYZprinting Da Vinci 1.0 für 600 Euro den Einstieg in den 3D-Druck. Im preislichen Mittelfeld befindet sich der iRapid Black mit 1000 Euro. Für die gehobene Klasse an 3D-Druckern wird nach wie vor eine Stange Geld fällig: So liegt die BQ Witbox bei etwa 1700 Euro, Conrad Renkforce RF1000 bei rund 2000 Euro, der Ultimaker 2 kommt auf etwa 2300 Euro und die Makerbot-Replicator-Reihe reicht von 1600 Euro für den Replicator Mini über 1900 Euro für den Replicator 2 bis zu 3300 Euro für den Replicator Fifth Generation.

Jeder 3D-Drucker hat seine Eigenheiten

Aufgrund der preislichen Unterschiede haben wir auf ein Ranking verzichtet. Dafür gehen wir detailliert auf das Verhalten der 3D-Drucker in der Praxis ein. Denn selbst als Fertiggeräte lassen sie sich nicht einfach aufstellen, anschalten und nutzen. Alle Testkandidaten müssen wir vor dem ersten Einsatz erst einmal an den jeweiligen Standort anpassen. Und das beginnt bei der Installation. Dabei steht die Kalibrierung der Bauplattform an erster Stelle. Bei den getesteten Geräten führen Routinen durch den Prozess. Sie rufen diese über das Drucker-Display auf. Bis auf den Pearl Freesculpt EX-1 Basic gilt als Displaysprache Englisch. Das kann bei manchem Anwender eine Hürde darstellen. Den iRapid Black soll es auch mit deutschsprachiger Menüführung geben. In der Testversion kommuniziert das Gerät jedoch auf Englisch mit uns.

In den meisten Fällen ist die Display-Sprache Englisch - hier: XYZprinting Da Vinci 1.0
In den meisten Fällen ist die Display-Sprache Englisch - hier: XYZprinting Da Vinci 1.0

Der Justage-Prozess definiert den Abstand zwischen Bauplattform und Düse. Als Hilfsmittel gilt die Stärke eines Blatt Papiers. Es wird zwischen Düse und Plattform gelegt. Lässt es sich nur mit Zug bewegen, stimmt der Abstand. Zum Einstellen dienen drei bis vier Schrauben unterhalb der Plattform. Zur Kontrolle druckt etwa der iRapid fünf Würfel aus. Entstehen sie ohne Probleme auf der Plattform - sprich, in der korrekten Platzierung und ohne sich zu verschieben, ist sie korrekt positioniert und hat an jeder Stelle den richtigen Abstand zum Extruder. Weitere Eigenheiten: Beim Ultimaker 2 lässt sich die Plattform sowohl über das Clickwheel als auch über Schrauben bewegen. Der Conrad Renkforce RF1000 wiederum tastet die gesamte Bauplattform ab und vermisst diese an vordefinierten Punkten. Auch die Witbox hat etwas Eigenes: Sie legt den Abstand dank einer beiliegenden Kalibriermatte fest.

Üblicherweise kommt das Kunststoffmaterial für 3D-Drucker von der Rolle.
Üblicherweise kommt das Kunststoffmaterial für 3D-Drucker von der Rolle.

Im zweiten Schritt versorgen Sie den 3D-Drucker mit dem Kunststoff. Hier gehen die Testkandidaten unterschiedliche Wege. Während die Modelle Conrad Renkforce RF1000 und Ultimaker 2 sowohl PLA (Polylactid, Polymilchsäure) als auch ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) sowie Kunststoffgemische mit Holz (Laywood) oder Stein (Laybrick) verarbeiten können, spezialisieren sich die anderen Geräte auf eine Kunststoffart. Auf PLA optimiert sind iRapid Black und die Makerbot-Replicator-Familie. Bei der BQ Witbox geht neben PLA auch eine Mischform mit Holz. Die 3D-Drucker Pearl Freesculpt EX-1 Basic und XYZprinting Da Vinci 1.0 sind auf ABS spezialisiert. Bei reinen PLA-Druckern bleiben die Plattformen kalt, bei den ABS-Varianten und den Geräten die beide Arten verarbeiten können, lassen sich die Bauplattformen beheizen.

Einfach bei der Installation, propriertär im Nachkauf: Das Kartuschensystem des XYZprinting Da Vinci 1.0
Einfach bei der Installation, propriertär im Nachkauf: Das Kartuschensystem des XYZprinting Da Vinci 1.0

Auch die Verfahren zur Bestückung sind unterschiedlich, werden jedoch stets per Displayanweisungen begleitet. Beim Conrad-Modell müssen wir Schrauben an der Extrudervorrichtung lösen, um den Kunststofffaden einzusetzen. Das scheint etwas umständlich, allerdings beweist die Methode im Test, dass sich der Kunststoffaden sehr verlässlich zur Düse transportieren lässt. Der Materialfluss ist sehr konstant.

Der Da Vinci 1.0 setzt auf ein Kartuschensystem. Hier setzen wir die Patrone mit der Kunststoffrolle im Inneren des Druckers ein und führen den Faden zur Düse. Der Vorteil: Der Materialtransport ist verlässlich. Nachteil: Sie sind an Herstellermaterial gebunden. Kunststoffe unterschiedlicher Hersteller lassen sich nicht verwenden. Wir kennen die Vorgehensweise schon von den Tintenstrahl- und Laserdruckern. Die Firmen wollen so den Anwender an sich binden und relativ hohe Preise durchsetzen.

Software - Voraussetzung für erfolgreichen Druck

Jeder 3D-Drucker benötigt ein Programm, um die CAD-Vorlage in eine druckfähige Version umzusetzen. Die Software übernimmt dabei das Umrechnen der Vorgaben, kombiniert sie mit den Druckereinstellungen und erstellt daraus einen G-Code.

Beliebte 3D-Druckersoftware: Repetier Host
Beliebte 3D-Druckersoftware: Repetier Host

Diese Datei enthält jede Bewegung, die der 3D-Drucker vollzieht, gibt an, wieviel Kunststoff ausgegeben wird und wie schnell sich Schrittmotoren und Plattform bewegen sollen. Je genauer die Software den G-Code errechnet, umso besser fällt das Druckergebnis aus. Alle mitgelieferten Programme können mit STL als Format für die 3D-Vorlagen umgehen. Das Kürzel steht für Surface Tesselation Language und ist quasi die Standard-Schnittstelle bei 3D-Druckdateien. Daneben setzen Makerbot und XYZprinting auf eigene Formate für Druckvorlagen. Am flexibelsten im Umgang mit Dateiformaten erweist sich der Ultimaker 2, der auch die 3D-Vorlagenformate OBJ, DAE oder AMF versteht.

Trend zum geschlossenen System

Auf das Open-Source-Programm Repetier Host setzen die Modelle Conrad Renkforce RF1000 und iRapid Black. Innerhalb der Software findet sich mit Sli3r ein weiteres Programm mit offenem Quellcode, das für die Schichtenerrechnung des Objekts zuständig ist. Bei beiden Druckermodellen ist das Programm auf die spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Geräts angepasst und bietet eine deutschsprachige Menüführung. Die Witbox ist am flexibelsten, was das Druckprogramm angeht. Sie kann mit Repetier Host, Cura oder anderen Lösungen angesteuert werden.

Bei geringer Druckqualität bleibt jede Kunststoffschicht deutlich sichtbar. Außerdem sehen Sie Unsauberkeiten, wenn das Material nicht exakt gesetzt wird - hier: vom Da Vinci 1.0
Bei geringer Druckqualität bleibt jede Kunststoffschicht deutlich sichtbar. Außerdem sehen Sie Unsauberkeiten, wenn das Material nicht exakt gesetzt wird - hier: vom Da Vinci 1.0

Vermehrt setzen die Hersteller jedoch auf eigene Drucklösungen wie etwa bei Makerbot oder XYZPrinting. Diese Drucker lassen sich nicht mit Open-Source-Programmen betreiben. Den Nachteil machen sie mit guter Bedienbarkeit wett. Die Software-Lösungen sind durchweg grafisch aufbereitet, auf das jeweilige Druckermodell zugeschnitten und in englischer Sprache. Die aktuellen Replicator lassen sich sogar remote per App ansteuern. So haben Sie die Drucker vom Smartphone und Tablet aus im Griff. In allen Fällen ist die Druckplattform dargestellt. Laden Sie eine STL-Datei in das jeweilige Programm, können Sie das Objekt von allen Seiten betrachten, drehen, vergrößern, verkleinern, das Objekt multiplizieren oder auf die maximale Baugröße bringen.

Grafische Oberfläche und Monitoring-Funktionen sind bei 3D-Druckerprogrammen noch nicht selbstverständlich.
Grafische Oberfläche und Monitoring-Funktionen sind bei 3D-Druckerprogrammen noch nicht selbstverständlich.

Alle Programme erfordern eine gewisse Einarbeitung. Sehr intuitiv ist etwa XYZware des Da Vinci 1.0 aufbereitet. Recht gewöhnungsbedürftig kommt uns Myriwell vor, die Software zum Pearl-Gerät. Je nach Druckermodell lässt sich der Druck direkt aus den Programmen starten oder die Druckvorlage auf SD-Karte speichern. So ist etwa beim Ultimaker 2 ein Druck aus Cura nicht vorgesehen. Einen anderen Weg als über die SD-Karte gibt es nicht. Der USB-Anschluss am Drucker dient nur für Firmware-Updates, nicht fürs direkte Drucken vom PC. Bei der BQ Witbox wiederum, die auch auf Cura setzt, lässt sich der 3D-Drucler sowohl von SD als auch per USB in Gang setzen.

Viele Programme geben eine Prognose zur voraussichtlichen Druckzeit ab. Die Angaben dienen unserer Erfahrung nach als Richtwerte. So richtig gestimmt haben sie bei keinem Testkandidaten. Das gilt auch für Vorhersagen am Druckerdisplay. Oft weichen auch diese von den Angaben der Programme ab oder verändern die Zeitwerte während des Drucks erheblich. Darauf lassen sich die Replicator-Drucker oder der Pearl Freesculpt EX-1 Basic erst gar nicht ein. Sie zeigen am Display den Druckfortschritt an, nicht die verbleibende Druckzeit.