Grundlagenartikel 3D-Drucker Beginner Guide - Das ideale Tutorial für den Neueinstieg!

Igor Wallossek

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Dieser Artikel ist die Premiere des großen Themas 3D-Druck auf IgorsLab, daher möchte ich für den Anfang einen einfachen Einstieg für Beginner und Interessierte bieten. Ich selbst beschäftige mich seit etwa Anfang 2018 mit FDM Druckern und besitze selbst zwei verschiedene Modelle samt vieler Basteleien drumherum. Was folgt wird eine Mischung aus generell wichtigem Grundwissen, Tipps und Tricks (die ich am Anfang selbst gerne gehabt hätte) sowie ein bisschen Erfahrungsbericht...




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Deridex

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Schöner Artikel @Tim Kutzner
Einen Hinweis und eine Frage habe ich dennoch:
Ich sehe den genannten Prusa eher auf (Achtung Werkzeugvergleich) Bosch Grün Niveau. Das Luxus(Profi) Niveau ist doch etwas höher(Stratasys).
Was für 3D CAD Software empfiehlst du für den Heimanwender?
Edit: Stratasys ergänzt
 
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Derfnam

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Ich bin schon etwas enttäuscht darüber, dass du kein Püppchen vom Stig gemacht hast.
 

TRX

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Schöner Artikel. Ich würde mir am Anfang noch eine Übersicht über die verschiedenen Druckverfahren wünschen. Du erwähnst selbst kurz stereolitografische Drucker, gehst aber Anfang nur auf das FDM-Prinzip ein. Leider denken heute die meisten, die sich mit dem Thema befassen, man könne nur Plastik drucken. Auch als Otto-Normal-Bürger kann man sich seine Teile bei entsprechenden Herstellern mit den richtigen 3D-Druck-Verfahren herstellen und liefern lassen. Da wäre es doch schön, wenn die Bandbreite der Verfahren kurz aufgezeigt würde und der Leser die Möglichkeiten kennt. Dann kann er sich seine Teile zuhause drucken, und wenn die für gut befunden wurden, richtig aus Stahl, Alu, Titan, Keramik oder was auch immer drucken lassen.
Außerdem kann der Plastik-Druck ja auch ein Einstieg in die Thematik sein und zu ambitionierten Methoden führen. Es gibt z.B. diverse Inkjet-Verfahren, mit denen man Hobbymäßig Rohlinge herstellen kann, die man danach durch Sinterung oder Infiltration auch in seiner Hobby-Werkstatt in richtige Metallbauteile umwandeln kann.
 

DocAngelo

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Danke für den tollen Artikel zum Thema 3D-Druck, das auch zunehmend im medizinischen Bereich von grossen (und abartig teuren) Firmen zu den Ärzten selbst "wandert". Zur Zeit schicke ich Designs aus firmenspezifischer Software (mit absurden Dateiformaten, damit man ja nicht in Standardformaten mit anderen Programmen weiterabeiten kann) notgedrungen auch dorthin, doch verschiedene Community-Profis bieten immer mehr "workarounds" an ........... Deshalb meine Frage: wie hoch ist die Präzision der Drucke bei der "gehobenen" Druckerklasse wie z.B. Prusa (der Mini mit 18x18x18cm würde mir völlig reichen) ? 1mm ? 1/10mm ? 1/100 mm ? Ist die Präzision von der Filament-Art (ABS/PLA etc.) abhängig ? Und da ich mich über Jahre mühsam in Blender eingearbeitet habe: macht es Sinn STLs in Blender zu importieren, in Blender weiterzukonstruieren und dann von Blender zur finalen Druckersoftware zu exportieren ?
 

dadadi

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Schöner Artikel!

Zum Thema Prusa:
Ich kam im Sommer in das Zweifelhafte Vergnügen so ein Teil (MK3S) zusammenzubauen (nicht für mich) - Die Dokumentation die beiliegt ist eine Frechheit und voller Fehler und Widersprüche - Hat mich einige Nerven gekostet...
So mussten (trotz weitem Vorausblättern) teils fertig gebaute Module wieder komplett zerlegt werden da falsch beschrieben und falsch abgebildet, falsch angebaut usw...

Für das was die Dinger kosten, geht das einfach nicht - somit wurde mir die Entscheidung selber so ein Gerät anzuschaffen leichter gemacht^^
 

Tim Kutzner

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Schöner Artikel @Tim Kutzner
Einen Hinweis und eine Frage habe ich dennoch:
Ich sehe den genannten Prusa eher auf (Achtung Werkzeugvergleich) Bosch Grün Niveau. Das Luxus(Profi) Niveau ist doch etwas höher(Stratasys).
Was für 3D CAD Software empfiehlst du für den Heimanwender?
Edit: Stratasys ergänzt
Ich denke was den normalen Heimanwender betrifft, ist Prusa durchaus schon Luxus, besonders mit dem Blick auf die Zielgruppe Einsteiger.
Ja natürlich kann ich mir auch einen Ultimaker S5, Stratasys F900 oder andere kleine "Industrie"-Drucker hinstellen, macht aber kaum jemand :D

Fusion360 wäre meine Empfehlung gewesen, mit den Änderungen in der Free-Lizenz aber eher naja geworden ..
ThinkerCAD, Meshmixer und SketchUp höre ich immer wieder, habe ich aber noch nicht reingeschaut
 
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Arnonymious

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Danke für den Artikel. Ich finde das Thema auch hochspannend, habe mich aber bisher nicht zu einem eigenen Drucker durchringen können, da ich dann doch zu wenig Anwendungsfälle habe. So nutze ich bei Bedarf dann Drucker im Freundeskreis oder an meiner alten Hochschule.
Wichtig ist vielleicht noch für Anfänger, dass das Filament bei falscher Lagerung Feuchtigkeit zieht und dann ohne vorherige Trocknung kaum vernünftig zu gebrauchen ist.
 

Tim Kutzner

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Schöner Artikel. Ich würde mir am Anfang noch eine Übersicht über die verschiedenen Druckverfahren wünschen. Du erwähnst selbst kurz stereolitografische Drucker, gehst aber Anfang nur auf das FDM-Prinzip ein. Leider denken heute die meisten, die sich mit dem Thema befassen, man könne nur Plastik drucken. Auch als Otto-Normal-Bürger kann man sich seine Teile bei entsprechenden Herstellern mit den richtigen 3D-Druck-Verfahren herstellen und liefern lassen. Da wäre es doch schön, wenn die Bandbreite der Verfahren kurz aufgezeigt würde und der Leser die Möglichkeiten kennt. Dann kann er sich seine Teile zuhause drucken, und wenn die für gut befunden wurden, richtig aus Stahl, Alu, Titan, Keramik oder was auch immer drucken lassen.
Außerdem kann der Plastik-Druck ja auch ein Einstieg in die Thematik sein und zu ambitionierten Methoden führen. Es gibt z.B. diverse Inkjet-Verfahren, mit denen man Hobbymäßig Rohlinge herstellen kann, die man danach durch Sinterung oder Infiltration auch in seiner Hobby-Werkstatt in richtige Metallbauteile umwandeln kann.
"Außerdem kann der Plastik-Druck ja auch ein Einstieg in die Thematik sein und zu ambitionierten Methoden führen."
Du sagst es! Ich möchte am Anfang nicht gleich mit der kompletten Palette an Möglichkeiten erschlagen. Aber deinen Vorschlag kann man gut als seperaten Artikel "Exotische Materialieren" behandeln. Vielleicht findet sich zusätzlich auch jemand von den deutschen Anbietern, der einen kleinen Gastbeitrag aus erster Hand liefern kann :)
 

Tim Kutzner

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Danke für den tollen Artikel zum Thema 3D-Druck, das auch zunehmend im medizinischen Bereich von grossen (und abartig teuren) Firmen zu den Ärzten selbst "wandert". Zur Zeit schicke ich Designs aus firmenspezifischer Software (mit absurden Dateiformaten, damit man ja nicht in Standardformaten mit anderen Programmen weiterabeiten kann) notgedrungen auch dorthin, doch verschiedene Community-Profis bieten immer mehr "workarounds" an ........... Deshalb meine Frage: wie hoch ist die Präzision der Drucke bei der "gehobenen" Druckerklasse wie z.B. Prusa (der Mini mit 18x18x18cm würde mir völlig reichen) ? 1mm ? 1/10mm ? 1/100 mm ? Ist die Präzision von der Filament-Art (ABS/PLA etc.) abhängig ? Und da ich mich über Jahre mühsam in Blender eingearbeitet habe: macht es Sinn STLs in Blender zu importieren, in Blender weiterzukonstruieren und dann von Blender zur finalen Druckersoftware zu exportieren ?
Für eine wirklich "perfekte" Genauigkeit muss man viele Faktoren wirklich gut abstimmen, da kann man sich auch mit guten Maschinen auf etwas Arbeit einstellen. Hinzu kommt noch, dass gleichmäßig dickes Filament enorm wichtig ist, hier ist Prusament empfehlenswert.

Besonders wenn langsamer gedruckt wird, kann man schon sehr gute Präzision erreichen:
Screenshot_1.png


Insofern Blender eine Export-Funktion zu .STL / .OBJ / .3MF oder anderen Formaten, die ein Slicer schlucken kann, hat .. vermutlich schon.
 

Tim Kutzner

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Schöner Artikel!

Zum Thema Prusa:
Ich kam im Sommer in das Zweifelhafte Vergnügen so ein Teil (MK3S) zusammenzubauen (nicht für mich) - Die Dokumentation die beiliegt ist eine Frechheit und voller Fehler und Widersprüche - Hat mich einige Nerven gekostet...
So mussten (trotz weitem Vorausblättern) teils fertig gebaute Module wieder komplett zerlegt werden da falsch beschrieben und falsch abgebildet, falsch angebaut usw...

Für das was die Dinger kosten, geht das einfach nicht - somit wurde mir die Entscheidung selber so ein Gerät anzuschaffen leichter gemacht^^
Ich habe die beiliegende Anleitung auf Papier nie aufgeschlagen, da vermutlich veraltet.
Die immer wieder aktualisierte Online-Anleitung mit Kommentaren der Community soll deutlich besser sein, daher habe ich die genommen.
Meinen MK3S habe ich an einem Wochenende ohne irgendwelche Probleme zusammengebaut, hat sogar Spaß gemacht :D
 

Tim Kutzner

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Danke für den Artikel. Ich finde das Thema auch hochspannend, habe mich aber bisher nicht zu einem eigenen Drucker durchringen können, da ich dann doch zu wenig Anwendungsfälle habe. So nutze ich bei Bedarf dann Drucker im Freundeskreis oder an meiner alten Hochschule.
Wichtig ist vielleicht noch für Anfänger, dass das Filament bei falscher Lagerung Feuchtigkeit zieht und dann ohne vorherige Trocknung kaum vernünftig zu gebrauchen ist.
Ich habe fast nur PLA und auch ein paar Rollen seit gut 2 Jahren offen rumliegen .. druckt immer noch völlig normal.
Diverse Tests zeigen auch unterschiedliche Ergebnisse, hier in Deutschland bei "gemäßigter" Luftfeuchtigkeit scheint das kein Problem zu sein, zumindest bei PLA.
 

Arnonymious

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Ich habe fast nur PLA und auch ein paar Rollen seit gut 2 Jahren offen rumliegen .. druckt immer noch völlig normal.
Diverse Tests zeigen auch unterschiedliche Ergebnisse, hier in Deutschland bei "gemäßigter" Luftfeuchtigkeit scheint das kein Problem zu sein, zumindest bei PLA.
Ich kenne die Problematik nur von einem Kumpel, der seinen Drucker und auch seine Filamentvorräte in seinem (zugegebenermaßen ziemlich feuchten) Keller stehen hat. Da hatten wir Probleme mit PLA, das länger offen herumlag. Wenn das Thema in normal feuchten Räumen entspannt ist, umso besser. Danke für die Rückmeldung.
 

meicelinho

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Ich hänge noch an dem Part mein Ender richtig zu leveln. Hab beim ersten Versuch beim Testdruck nur Müll bekommen. Es bleibt nicht auf dem Druckbett und erzeugt einen in sich kreuzelenden Faden. Bevor da nicht wenigstens etwas halbwegs Vernünftiges rauskommt, wollte ich keine richtige PLA Rolle kaufen. Der Teil, den es beim Drucker dazu gab, sollte das schon schaffen, nicht?

Ich bin daher auf jeden Fall gespannt auf die Tipps hier und in dem Guide :)
 

Alkbert

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Beim 3D Druck muss man sich grundlegend von drei leider immer wieder gelesenen Fantasien trennen:

1) Plug and Play
2) Drucken wie mit dem "2D" Drucker
3) If You can imagine it - You can print it

Ich besitze seit 2015 ebenfalls 2 FDM Printer mit relativ großem Druckraum,

Ein Modell mit 2,85 er Filament und Bowden Extruder sowie Dual Druckkopf (Mankati Fullscale XT Plus umgerüstet mit Bondtech QR ("Mercedes" unter den Extrudern)
Nachdem ich aber weder zweifarbig noch mit Stützmaterial (wasserlöslich) arbeite, ist im 2. Kopf eine 0,3 mm Düse drin, im "Hauptkopf" eine 0,4 mm.
Das ist letztlich ein "China Drucker" aber mit großem Bauraum (260 x 260 x 300 mm) und beheizter Platte sowie Thermistoren, die bis 360 °C gehen.
Überwiegend nutze ich PLA, soweit keine Temperaturbeständigkeit in irgendeiner Form eine Rolle spielt, das Zeug wird bei 60 °C nämlich schon weich und verbiegt sich (beispielsweise Handyhalter im geschlossenen Auto im Sommer).
Weil auch China nicht immer "billigl" ist, wenn man was Gescheites will, war der Price Tag hier ungefähr bei 3,6 K€ (incl. Umbau)
image003.jpg PB060376.JPG image005.jpg

Das zweite Modell ist etwas, was dem "Plug and Play" Gedanken noch am nächsten kommt, hat aber auch Haken und Ösen.
Es ist eine Witbox 2 von BQ (aus Spanien). Der Druckraum ist grob Din A 4 + 200 mm Höhe, also schon auch ordentlich groß und lag seinerzeit etwa um 1700 herum. Eine beheizbare Druckplatte ist nicht vorhanden, der Drucker eignet sich damit ausschließlich für PLA. Da die Druckplatte aus Glas ist, würde alles andere nicht halten. Einen interessanten Ansatz bietet hier einzig Zortrax, weil hier eine Lochplatte verwendet wird. Hier geht auch ABS zu drucken. Der Spanier ist ein Direct Extruder, sprich, der Filamentvorschubmotor liegt direkt am Druckkopf, er zieht das Filament quasi (pull) anstatt es wie beim Mankati zu schieben (Bowdenzugprinzip). Die Zuführung ist hier akkurater, allerdings ist dies in erster Linie von der Qualität des Filaments abhängig und weniger vom Druckprinzip.
So schön das ist, es macht den Druckkopf extrem schwer und nachdem dieser schnell und mit schnellen Last- und Richtungswechseln bewegt werden muss, geht das natürlich auf den Verschleiss der Mechanik.
Das heißt, dass ich nach geschätzten 1000 Druckstunden zwischenzeitlich ALLE Lager bereits 2 mal ersetzt habe und die Gleitlager des Druckkopfes selber durch IGUS Drylin Lager von DuPont ausgetauscht habe, diese sind aus Kunststoff und selbstschmierend.
Die Düsen sind zwischenzeitlich 3x ersetzt, auch die Teflon Inlays fangen nach einer Zeit zum schmokeln an und müssen ausgetauscht werden.
image001.jpg

Jetzt kann man sich fragen: Was ist hier noch Plug and Play ?
Ganz einfach: Die Einrichtung.
Egal ob die (sensorgesteuerte) Druckkopfnivellierung, Filament Laden und Entladen, Geschwindigkeit und Vorschub einstellen sowie die Drucktemperatur, dies geht quasi so einfach wie ein Thermomix. Display und ein Knopf zum Drehen und Drücken.
Einzig den Offset muss man über ein Textmenü einstellen.

Die o.a. Filamentqualität ist ein Riesenthema und kann dem Einsteiger, der sowieso noch an allen Fronten kämpft, ordentlich die Suppe versalzen.
Denn wenn was nicht funktioniert (Cloaking, Schichten haften nicht, Warpen...) ist hier die Suche nach der Ursache teilweise schon mühsam und
verleitet gerne zu der Annahme: Das liegt am Gerät. Manchmal ja, im Verlauf der Druckstunden ggf. auch zunehmend, aber gerade bei Neugeräten ist gerne mal die Filamentqualität ein Thema.

Der geneigte "3D Drucker" arbeitet hier gerne mal mit dem Meßschieber und schaut zumindest beim Filament mal stichprobenartig, wie der Durchmesser denn tatsächlich ist. Bei billigen Filamenten habe ich schon erstaunliche Unregelmäßigkeiten feststellen dürfen. Da ist 3 mm Filament dann auf einmal 2,85 und 1,75 auf einmal 1,95 mm. In der Konsequenz gibt das dann statt glatter Oberflächen eine wellige unschöne Angelegenheit, im dümmsten Fall kann eine ständige Über- und Unterextrusion gerne auch die Objektstabilität ungünstig beeinflussen, insb. dann, wenn man am Infill spart. Ich habe hier 3D Jake für die 3 mm Filamente sowie die Original Filamente von BQ für die Witbox und damit wirklich kaum Probleme. Standard der Zukunft dürfte aber tendentiell der Direct Print mit 1,75er Filament sein, 3 mm ist nach meiner Beobachtung eher auf dem absteigenden Ast.

Am Anfang ist ein guter Orientierungspunkt für die Möglichkeiten des 3D Drucks sicherlich Thingiverse, dort kann man auch (ganz legal für den Eigengebrauch) Modelle als STL Dateien herunterladen (Beispiel meine Index Ladestation für die Knuckles) und ausdrucken, wenn man das nicht bei Ebay kaufen will.

PB060380.JPG

Auf Dauer macht aber "selbermachen" natürlich schon mehr Spaß und ist auch der Sinn der Sache.
Ich habe hier TurboCAD 17 und - leider nicht mehr erhältlich - 123D Design von Autocad, ist eine Freeware, die für grundlegende Formen und Modell gut geeignet ist, solange es nicht streng um "maßstabsgetreue" Modelle handeln muss, hier sind die Meßwerkzeuge nicht gut brauchbar.
 
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big-maec

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Ja ist ein schönes Hobby.:D

Kann aber auch folge Kosten verursachen. Bin mit dem Prusa I3 MK3s im großen und ganzen zufrieden. Nach einem halben Jahr fangen dann auch schon mal die Problemchen an. Bei mir war es leider eine längere Geschichte.

Was mich aber im nachhinein gestört hatte war der schwere Druckkopf vom Originalen Prusa. Der verursachte einige nicht schöne Muster auf der Seite vom Druckobjekt bei voller Geschwindigkeit. Daher habe ich mich für den leichteren Bondtech entschieden. Außerdem gibt es den auch als Nylon Druckkopfgehäuse bis 100° Temperaturstabil unablässig wenn man anfängt mit hohen Drucktemperaturen zu drucken und ein Gehäuse ist dann Pflicht.

Beim Druckkopf bin ich auch weg von den billig verbauten Materialien(Alu) von Prusa. Dadurch habe ich jetzt längere Standzeiten von Düse, Heizblock.

Ja, man sollte sich vor dem Kauf informieren.

Übrigens ich benutze die eingeschränkte Autodesk Fusion360 Online Version zum erstellen meiner Objekte. Man kann aber auch das alte Autodesk 123Design nehmen was simpler und kostenlos ist. Praktisch der Vorläufer von Fusion360.

Meine Schiffsgalerie zeigt mal die Auswahl an Farben und Materialien die sich so ansammeln in der Zeit.

EDIT:
Der USB-Stick Halter oben auf dem Bild sieht aber schlecht gedruckt aus, das geht mit einem Prusa wesentlich besser. Man sieht da auch deutliche Risse in der Schicht oben hier war die Umgebungstemperatur nicht stabil.

IMG_20201107_144419.jpg

IMG_20201107_145946.jpg
 
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Tim Kutzner

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Ich bin daher auf jeden Fall gespannt auf die Tipps hier und in dem Guide :)
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Tim Kutzner

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Ja ist ein schönes Hobby.:D

Kann aber auch folge Kosten verursachen. Bin mit dem Prusa I3 MK3s im großen und ganzen zufrieden. Nach einem halben Jahr fangen dann auch schon mal die Problemchen an. Bei mir war es leider eine längere Geschichte.

Was mich aber im nachhinein gestört hatte war der schwere Druckkopf vom Originalen Prusa. Der verursachte einige nicht schöne Muster auf der Seite vom Druckobjekt bei voller Geschwindigkeit. Daher habe ich mich für den leichteren Bondtech entschieden. Außerdem gibt es den auch als Nylon Druckkopfgehäuse bis 100° Temperaturstabil unablässig wenn man anfängt mit hohen Drucktemperaturen zu drucken und ein Gehäuse ist dann Pflicht.

Beim Druckkopf bin ich auch weg von den billig verbauten Materialien(Alu) von Prusa. Dadurch habe ich jetzt längere Standzeiten von Düse, Heizblock.

Ja, man sollte sich vor dem Kauf informieren.

Übrigens ich benutze die eingeschränkte Autodesk Fusion360 Online Version zum erstellen meiner Objekte. Man kann aber auch das alte Autodesk 123Design nehmen was simpler und kostenlos ist. Praktisch der Vorläufer von Fusion360.

Meine Schiffsgalerie zeigt mal die Auswahl an Farben und Materialien die sich so ansammeln in der Zeit.

EDIT:
Der USB-Stick Halter oben auf dem Bild sieht aber schlecht gedruckt aus, das geht mit einem Prusa wesentlich besser. Man sieht da auch deutliche Risse in der Schicht oben hier war die Umgebungstemperatur nicht stabil.

Das war eines meiner ersten Objekte, die ich damals auf dem Ender 3 gedruckt habe :D
Glücklicherweise sehen meine Drucke heute deutlich besser aus
 

Alkbert

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@meicelinho Kenne ich !
Ich hatte mal über Nacht gedruckt und in der Früh ca. 300 gr. ausgehärtetes Filament am Druckkopf hängen gehabt. Die PLA Druckteile vom Druckkopf waren dann natürlich hin (vom Lüfter für die Düse) und mussten neu gedruckt werden (seitdem habe ich immer 2-3 in Reserve und das befreien des Druckkopfs vom Plastik unter vorsichtigem Anwärmen mit dem Bunsenbrenner und der Heißluftlötstation nach Ausbau des Druckkopfes sowie mit Schraubenzieher und Spitzzange waren eine stundenlange Beschäftigung.
Ich verwende für das Druckbett (auch beheizt) in der Regel IMMER das 3M Masking Tape in Blau, was letztlich nix anderes ist als ein teures Kreppband. Darauf hält PLA Super und der Kleber hält auch bei angewärmtem Druckbett (PLA ca. 55-60 °C) ganz ordentlich. Das langsamere Abkühlen der Schichten verhindert das Warping und Ablösen vom Druckbett ausserdem noch zusätzlich.
Keine guten Erfahrungen, obwohl von Mankati empfohlen und sogar mitgeliefert, habe ich mit Kapton Tape gemacht. Dies kann aber dennoch eine Option sein, wenn das Druckbett noch weiter angeheizt werden muss. Beispielsweise bei ABS oder HT PET.
 
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