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MakerBot Replicator 2 - 3D-Drucker im Kurztest

, aktualisiert am

Manche sehen in ihnen die größte Innovation seit Erfindung des Internet oder gar den Beginn der dritten industriellen Revolution. Andere halten sie schlichtweg für eine extrem überteuerte Spielerei für Techno-Freaks: die 3D-Drucker.

3D-Drucker sind Geräte, die nicht wie gewöhnliche Drucker zweidimensionale Objekte auf Papier ausgeben – Foto, Grafiken, Text –, sondern "echte" Gegenstände aus Kunststoff zum Anfassen. 

Während sie in der gewerbsmäßigen Fertigung schon längst Einzug gehalten haben – vor allem für Prototypen, Modelle oder kleine Fertigungsserien – blieben ihnen bislang die Türen zum Haushalt des Konsumenten verschlossen. Denn professionelle 3D-Drucker erreichen mühelos ein Preisniveau im 6-stelligen Bereich.

  3D-Drucker: MakerBot Replicator 2 (Bild: ICRT) 
  Teekanne aus dem Drucker

Test: 3D-Drucker für den Desktop

Das soll sich jetzt ändern: So bietet etwa die US-Firma MakerBot ein für den Konsumenten-Markt bestimmtes Modell mit der Bezeichnung "MakerBot Replicator 2 Desktop 3D-Drucker" an.

Kosten: "nur" 2.774 US-Dollar (zuzüglich Versandkosten und Einfuhrzoll). KONSUMENT hat das Gerät getestet.

 

MakerBot Replicator 2: kein Selbstbausatz

Äußerlich hat ein 3D-Drucker kaum etwas mit den bekannten Tintenstrahldruckern zu tun. Die bislang (und nach wie vor) verfügbaren Selbstbausätze anderer Anbieter erinnern eher an ein von einem TU-Studenten gebasteltes Gestell unbekannter Zweckbestimmung.

MakerBot hat seinen Drucker deshalb in ein Bierkisten-ähnliches Gehäuse gesteckt, was zwar den sperrig-kantigen Eindruck etwas mildert, dennoch aber keine Design-Preise erwarten lässt.

Die Hauptkomponenten sind:

  • Eine Grundplatte, die angehoben und abgesenkt werden kann und auf der das Objekt entsteht.
  • Eine Spule mit Kunststoff, welcher beim Print kontinuierlich an den Druckerkopf abgegeben und in diesem durch Hitze verflüssigt wird.
  • Dieser Druckerkopf kann sich nicht nur wie beim Tintenstrahldrucker von links nach rechts, sondern auch nach vorne und hinten bewegen. Dabei wird der Kunststoff in einem dünnen Faden in Richtung Grundplatte gedrückt. Das Objekt wird also Schicht für Schicht in alle Richtungen aufgebaut (additive Fertigung).

Design-Vorlagen aus dem Internet

Vorlagen aus dem Internet

Basis sind immer Entwürfe auf CAD-Basis (Computer Aided Design), die entweder selbst am PC erstellt wurden (komplexe Aufgabe) oder aus dem Internet herunter geladen werden. Der Hersteller bietet ein noch überschaubares Angebot solcher Vorlagen kostenlos unter www.thingiverse.com an (hier kann man sich gut darüber informieren, was überhaupt machbar ist) und fügt dem Gerät einige Beispiele auf Speicherkarte bei. Prinzipiell ist auch das Einscannen eines Objekts mittels 3D-Scanner und anschließende CAD-Aufbereitung sowie Übernahme in die Hersteller-Software denkbar.

Eigene Objekte nur mit CAD-Software

Zur Bearbeitung der Vorlagen stellt dieser seine MakerWare-Software unter Windows, Mac OS und Linux zur Verfügung. Damit können Objekte vergrößert oder verkleinert (skaliert) oder rotiert und die Ausgabequalität festgelegt werden. Es ist jedoch – wichtig zu wissen – nicht möglich, Objekte darüber hinaus zu verändern oder gar eigene Objekte zu erstellen; dazu müsste man, wie gesagt, auf CAD-Software zurückgreifen.

Hohe Datei-Qualität braucht viel Rechenzeit

Sind die genannten Parameter festgelegt, übernimmt das Programm Schicht für Schicht die Berechnung der Ausgabedatei, die anschließend via USB-Verbindung oder mittels SD-Speicherkarte (empfohlen) an den 3D-Drucker übergeben wird. Wie lange das dauert, hängt von der gewählten Ausgabequalität ab. Der Hersteller spricht von "lightning fast preparation" also etwa "Datenaufbereitung mit Lichtgeschwindigkeit". Herr Einstein würde im Grab rotieren. Denn während unser Testobjekt in "mittlerer" Qualität in rund zwei Minuten berechnet war, benötigte die "höchste" Qualität bereits zwei Stunden Rechnerzeit ...

Bodenplatte einrichten, Geduld haben, Vorsicht beim Ablösen

MakerBot Replicator 2: Fehldruck Legostein (Bild: ICRT)  
Fehldruck eines Legosteins

Bodenplatte ganz genau einstellen

Vor die Produktion des Wunschobjekts haben die Götter die Erfordernis der absoluten Präzision gesetzt: Die Grundplatte muss mit Hilfe von Stellschrauben exakt parallel zur Führung des Druckkopfes gebracht werden. Schon Abweichungen in der Stärke von nur einem Blatt Standard-Kopierpapier führen unweigerlich zu unbrauchbaren Ergebnissen.

Das mussten auch unsere Tester erfahren, deren Erfolgsquote anfangs bei 0 Prozent lag; erst mit zunehmender Erfahrung, vielem Justieren und Probieren waren 60 bis 80 Prozent der Druckversuche von Erfolg gekrönt.

Teetassen-Druck braucht bis zu 15 Stunden

Geduld ist also gefragt. Das zeigt sich vor allem auch bei den benötigten Produktionszeiten: Erneut abhängig von der gewählten Qualitätsstufe benötigte die Herstellung einer Teetasse zwischen zwei und 15 Stunden ... Dafür stehen übrigens verschiedenfarbige Ausgangsmaterialien zur Verfügung, es kann jedoch jeweils nur in einer Farbe gleichzeitig produziert werden.

Ablösen kann Probleme bereiten

 MakerBot Replicator 2: Vorsicht beim Ablösen! (Bild: ICRT)
3D-Druck-Objekte
haften auf der Bodenplatte

Stolpersteine auf dem Weg zum perfekten 3D-Objekt bildeten unter anderem ungleichmäßige Zuführung des Kunststoffdrahtes in den Druckkopf (Lücken) oder das Ablösen des fertigen Objekts von der Grundplatte, bei dem es gelegentlich zu Beschädigungen kam.

Andererseits erwiesen sich die fertigen Produkte als durchaus widerstandsfähig gegenüber mechanischer Belastung. Sie ließen sich "per Hand" nicht verbiegen oder zerstören. Kochendes Wasser in ein Kaffeehäferl gefüllt hingegen führte zu leichten Verformungen, wenngleich nicht zur Zerstörung des Objekts.

Spielerei oder Zukunftstechnologie?

Spielerei oder Zukunftstechnologie?

Die Antwort scheint uns klar: Beides!

Kaum tauglich: Für den Konsumenten vermögen wir derzeit – das bestätigt der vorliegende Kurztest des MakerBot Replicator 2 – nur ein äußerst eingeschränktes Anwendungsfeld auszumachen: Etwa für sehr, sehr engagierte Modellbauer oder sonstige Bastler, Tüftler und Technik-Enthusiasten. Der Preis ist für den routinemäßigen Einsatz durch den Normalverbraucher zu hoch, die Bedienung zu kompliziert, die eigenen Gestaltungsmöglichkeiten zu gering beziehungsweise zu komplex, die Berechnungs- und Produktionszeiten bis zum fertigen Produkt zu lang, Fehlproduktionen zu häufig.

Kaum zu bremsen: Im gewerblich-industriellen Einsatz boomt diese Technologie hingegen, was unweigerlich mittelfristig auch auf den Konsumenten-Markt durchschlagen wird: An der TU-Wien werden 3D-Drucker zur Erzeugung von Herzpumpen eingesetzt, in Belgien steht ein EU-gefördertes 3D-Werk mit 900 Mitarbeitern, die Herstellung selbst von Speisen (3D-Hamburger), Kleidung, Fahrzeugen, Häusern, ja ganzen Ortsteilen ist angedacht und scheint technisch prinzipiell machbar.

Kaum abzusehen: Die Fertigung von Produkten und Ersatzteilen (!) könnte sich aus der Fabrikhalle in den Konsumenten-Bereich verlagern: Es gibt bereits die ersten 3D-Copyshops (München), der Verbraucher kann seine 3D-Daten auch via Internet an einen Printshop senden (i.materialise.com). Damit ließe sich beispielsweise der "geplanten Obsoleszenz" entgegenwirken, indem man etwa das kaputte Kunststoff-Zahnrad der Küchenmaschine ausdrucken lässt, statt ein neues Gerät erwerben zu müssen.

Gesellschaftliche und rechtliche Probleme

Die gesamte 3D-Fertigungstechnologie wirft aber auch erhebliche gesellschaftliche und rechtliche Probleme auf: Schon sind die ersten Konstruktionsdaten für eine selbst "gedruckte" Pistole im Internet aufgetaucht (und wurden von den US-Behören per Verfügung aus dem Netz genommen); wie steht es um den Schutz des geistigen Eigentums, wenn jeder nahezu alles im eigenen Wohnzimmer (re)produzieren können wird – einschließlich seines in die Jahre gekommenen 3D-Druckers ...?

Was daraus wird, lesen Sie auch bei KONSUMENT

Die momentane Situation erinnert also etwas an die Einführung zahlreicher, heute ganz selbstverständlicher, dereinst aber entweder belächelter oder kritisch beäugter Technologien. So bezeichneten etwa die Berliner das erste, äußerst dünn geratene Telefonbuch mit nur 189 Eintragungen als "Das Buch der Narren", welche man bedauerte, weil sie "auf diesen Schwindel aus Amerika hereingefallen" waren. Man weiß, was aus dieser Verrücktheit wurde.

KONSUMENT wird über die Entwicklungen der 3D-Druckertechnologie sowie deren mögliche gesellschaftlichen Auswirkungen vertiefend berichten.

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