3D-Druckauflagen: besser und zuverlässiger drucken ab 10 Euro
Philipp Sussmann
Philipp hat seinen beruflichen Werdegang als Praktikant in einer Werbeagentur begonnen und ist mit verantwortlich für das Design von Bierdeckeln, Werbetafeln und einem Fan-Bus eines großen Fußballvereins. Danach folgte der erste Schritt zum Journalismus: Ein Volontariat bei PC-Zeitschriften, die heute kaum noch jemand kennt - PC Direkt und PC Professionell. Dann folgte ein mehrjähriger Ausflug in die Welt des Marketings, PR-Arbeit und Qualitätsmanagement in einem mittelständischen Handelsunternehmen.
Seit 2015 ist Philipp bei Heise im Team von Bestenlisten aktiv. Hier bringt er auch seine privaten Interessen ein und deshalb für Drohnen, Laser, Balkonkraftwerke, Powerstations und zahlreiche China-Gadgets wie Handwärmer, USB-Lötkolben oder Mini-Taschenlampen zuständig.
Ein häufiges Problem bei 3D-Druckern ist eine unzureichende Haftung des Filaments. Wer Fehlschläge vermeiden will, sollte dazu die Unterschiede der verschiedenen Druckauflagen kennen. TechStage gibt eine Übersicht und zeigt, wie man die Haftung verbessern kann.
Noch vor drei Jahren lieferte etwa Creality, wie viele andere, seine 3D-Drucker mit einfachen und krummen Glasplatten aus. Mittlerweile werden die Geräte schon im mittleren Preissegment standardmäßig mit flexiblem Federstahlblech oder einer magnetischen Kunststoffplatte ausgeliefert. Diese sind mit dem Hochleistungskunststoff Polyetherimid (kurz PEI) beschichtet. Das garantiert Halt für fast alle Materialien. Doch ist das die beste Lösung und wo liegen die Unterschiede zwischen den verschiedenen Materialien?
In diesem Ratgeber stellen wir uns der Frage nach der besten Druckauflage. Es gibt unterschiedliche Ansätze, mit teils verschiedenen praktischen Vor- und Nachteilen. TechStage zeigt, welche Druckplatten es gibt und verrät andere Möglichkeiten für perfekte Haftung.
Dieser Artikel gehört zu unserer Themenwelt 3D-Drucker. Neben konkreten Einzeltests finden sich hier etwa Ratgeber zu Themen wie günstige XL-Drucker oder kostenlose Druckvorlagen. Nach dem Vergleich von weißem PLA und von Rainbow-Filament, widmen wir uns nun den Druckauflagen.
Druckauflagen aus Glas
Glasplatte
Eine gewöhnliche Glasplatte reicht für das gerne verwendete Druckmaterial PLA vollkommen aus. Dieses haftet mit dem richtig eingestellten Abstand von Düse und Druckbett hervorragend auf einer herkömmlichen Glasplatte. Das Leveling, die exakte Ausrichtung des Druckkopfes, muss erfahrungsgemäß aber sehr präzise sein. Außerdem sollte man die Glasoberfläche regelmäßig reinigen und entfetten. Auch viele andere Materialien können mit den richtigen Hilfsmitteln hervorragend auf dieser einfachen Druckplatte halten. Mehr dazu bei den Tipps zur Haftungsverbesserung.
Die Vorteile der Glasplatte sind die einfache Reinigung und die niedrigen Anschaffungskosten. Der große Nachteil von normalem Glas ist die hohe Bruchgefahr und die insgesamt unterdurchschnittliche Haftung. So ein normales Glasdruckbett kommt etwa im Anet A8 Plus (Testbericht) zum Einsatz.
Getemperte Glasplatten
Getemperte Glasplatten sind besser bekannt als Sicherheitsglas. Sie sind härter als gewöhnliches Glas und können so nicht mehr selbst geschliffen oder geschnitten werden. Sie bieten durch ihre erhöhte Härte deutlich mehr Sicherheit am Arbeitsplatz, was sich in der Regel auch in einem höheren Preis niederschlägt. Ansonsten hat Sicherheitsglas dieselben Eigenschaften wie normales Glas.
Borosilikatglas
Borosilikatglasplatten bestehen aus bis zu 15 % Bortrioxid und sind dadurch viel härter als normales oder getempertes Glas. Außerdem dehnen sie sich beim Erhitzen weniger aus. Von der Theorie haben sie dadurch auch eine geringere Ausdehnung bei der Erwärmung des Druckbettes und so sollte der Druck noch besser halten. Ein Krümmen durch die Erhitzung wird ebenfalls minimiert.
Letztlich sind Borosilikat Glasplatten noch stabiler und einen Tick besser als normales und getempertes Glas. In der Regel ist diese Sorte Druckauflage auch etwas teurer.
Borosilikatglas mit Keramikbeschichtung
Auf einigen Borosilikatglasplatten ist zusätzlich eine mikroporöse keramische Beschichtung eingebrannt. Diese Beschichtung besteht aus Siliciumcarbid, auch bekannt als Karborundum. Es ist sehr hart und chemisch resistent, somit ideal für Oberfläche eines stark beanspruchten Druckbettes.
Dieser Beschichtungstyp hat sich mittlerweile bei vielen Herstellern etabliert und ist deren momentaner Standard. Die mikroporöse Schicht hat kreisförmige Aussparungen, die sich in einem gleichmäßigen Raster über das gesamte Druckbett ausdehnen. Dort kommt das darunter liegende Glas zum Vorschein. Somit besteht das Druckbett aus zwei Oberflächen mit einer faszinierenden Eigenschaft. Während das Bett noch heiß ist, haftet das Druckteil sehr stark, sobald es abgekühlt, entstehen unterschiedliche Spannungen zwischen der Haftung des Druckteils und den unterschiedlichen Oberflächen. Diese Spannungen arbeiten so stark, dass das Druckteil nach dem Abkühlen ganz ohne Kraftaufwand abgenommen werden kann. Wenn die Haftung selbst nach dem Abkühlen noch zu stark ist, hilft Haarspray als Trennmittel für den nächsten Druck.
Größter Vorteil dieser Lösung ist, dass viele Druckmaterialien ohne weiteres Zutun optimal haften und sich nach dem Abkühlen wie von Geisterhand lösen.
Dieses Funktionsprinzip macht sich etwa Anycubic mit seiner Druckauflage Ultrabase zunutze. Auch beim kürzlich getesteten Artillery Hornet (Testbericht) gehört diese Druckauflage zur Standardausstattung.
Borosilikatglas mit einer Kohle-Silikon-Beschichtung
Alternativ gibt es die Borosilikatglasplatten auch mit einer Beschichtung aus einer Mischung aus Kohle und Silikon. Silikon hält seine Eigenschaften in einem sehr großen Temperaturbereich von -40 bis 120 Grad. In Verbindung mit den hochmikroporösen Kohlepartikeln ergeben sich daraus ausgezeichnete Haftungseigenschaften. Bei einem Versuch ABS-Filament ohne geschlossenen Bauraum zu drucken, riss zwar das eigentliche Druckobjekt durch die hohe Materialspannung, die Haftung am Druckbett blieb aber voll erhalten. In der Regel löst sich das Objekt durch die Spannung vom Druckbett oder es kommt zu nach oben gekrümmten Ecken und Kanten.
Die Hafteigenschaften sind wie bei der keramischen Beschichtung optimal. Eventuell sogar einen Tick besser, aber das muss das Material erst im Langzeittest beweisen.
Diese Art von Druckauflage ist etwa in den neueren Druckern von Creality oder dem Twotrees SP5 zu finden.
Flexible Druckplatten
Magnetische Druckplatten aus Kunststoff
Zu den magnetischen Kunststoff-Druckauflagen zählt etwa die von Creality entwickelte Kunststoffplatte namens Cmagnetic Sticker. Auf dem Heizbett wird zur Nutzung eine dicke magnetische Folie dauerhaft verklebt. Der Cmagnetic Sticker (eine leicht flexible Kunststoffplatte) haftet dann erstaunlich gut auf dieser magnetischen Folie. Die Kunststoffoberfläche selbst bietet eine hervorragende Haftung für etwa PLA oder PETG.
Der größte Vorteil dieser magnetischen Auflagen ist der niedrige Preis und die einfache Handhabung. Nach dem Druck wird einfach die Druckplatte abgezogen. Beim Durchbiegen der Auflage löst sich das abgekühlte Bauteil dann fast von selbst.
Wegen der hohen Haftung muss man allerdings penibel Leveln. Sitzt die Nozzle zu tief, bekommt man die 3D-Drucke nur mit Gewalt herunter, was schnell zu Beschädigungen der Kunststoffplatte führt. Der größte Nachteil ist aber, dass diese Auflagen nur bis 80 Grad Hitze vertragen und somit etwa für ABS ungeeignet sind.
Diese Lösung ist etwa in den Creality-Druckern CR-20, Ender 3 Pro und Ender 5 Pro (Testbericht) zu finden.
Im Zubehörhandel gibt es die Kunststoffauflagen auch ohne magnetische Grundplatte. Diese werden dann, wie die Druckauflagen von BuildTak direkt auf dem Druckbett verklebt. Der Vorteil des einfachen Lösens des Bauteils entfällt hier. Diese aufgeklebten Kunststoffdruckplatten finden sich etwa im Twotrees Sapphire Plus (Testbericht) und Sapphire PRO (Testbericht).
Qidi-Druckauflage
Eine so bisher noch nicht von uns genutzte Druckplatte haben wir beim Test des Qidi Max (Testbericht) entdeckt. Die zweifarbig bedruckte Kunststoffplatte ist eine doppelseitig verwendbare magnetische Druckplatte, die Qidi eigens für die eigenen Drucker entwickelt hat.
Auf der weißen Seite haftet PLA, PETG und ABS hervorragend. ASA hält erfahrungsgemäß gut in der Kombination mit einem Klebestift. Die dunkle Seite ist (in Kombination mit dem Klebestift) für Materialien, etwa Nylon hervorragend geeignet. Durch die Flexibilität ist das Lösen der abgekühlten Druckobjekte problemlos möglich.
Magnetisches Federstahlblech
Federstahlblech als Druckauflage funktioniert ebenfalls mit einer zusätzlichen magnetischen Folie oder einem magnetischen Druckbett. Die Haftung zwischen Blech und Druckbett ist allerdings deutlich höher als bei den magnetischen Auflagen aus Kunststoff.
Je nachdem wie viel Haftung das Druckmaterial benötigt, gibt es verschiedene Varianten dieser Federstahlbleche. Verfügbar sind Varianten ganz ohne Beschichtung, mit PEI-Beschichtung, mit rauer und/oder mit glatter Oberfläche. Auf der rauen Variante hält selbst Nylon ohne zusätzliche Haftvermittler. Bei Platten mit Beschichtung sollte man beim Kauf genau hinsehen. Zwar werden viele Platten mit PEI-Beschichtung beworben, unserer Erfahrung nach, scheint die Qualität dieser Beschichtungen aber stark zu variieren. Wir raten bei einem Kauf dazu, lieber in eine hochwertige und teure Platte eines Markenherstellers zu investieren.
Die magnetischen (im Idealfall beschichteten) Federstahlbleche sind aus unserer Sicht aktuell die beste Lösung für gute und zuverlässige Haftung und ein bequemes Handling beim 3D-Druck. Sie bieten noch bessere Haftung als keramische Beschichtungen und Silikon-Kohle-Konstruktionen. Durch die Flexibilität der Platte lassen sich alle Druckergebnisse problemlos ablösen.
Solche magnetischen Federstahlbleche kommen etwa im Anycubic Vyper (Testbericht) oder dem Voxelab Aquila S2 zum Einsatz.
Sonstige Auflagen
Angeschliffene Hartpapierplatten waren und sind noch immer eine preiswerte Alternative zu klassischen Druckauflagen. Sie werden aus Zellulosepapier und Phenol-Formaldehyd-Harz hergestellt. Der große Zelluloseanteil bildet nach dem Anschliff eine raue Oberfläche, die dann starken und zuverlässigen Halt garantiert. Wenn die Platte durch Klebereste und Filamentrückstände verunreinigt ist, kann sie einfach abgeschliffen und so runderneuert werden. Der große Nachteil dieser Lösung ist die Tatsache, dass sich die Platten nach mehrmaligem Aufheizen verbiegen können. Hier hilft es nur, die Auflage mit Klammern gut zu fixieren.
Im Zubehörhandel sind auch Einzelanfertigungen für teure Druckplatten aus Carbon zu finden. Diese bieten eine insgesamt gute Haftung und ermöglichen außerdem eine schöne matte Unterseite der Druckobjekte. Trotz ordentlicher Hafteigenschaften und der sehr schicken Optik sind die Preise aus unserer Sicht zu hoch angesetzt. Hier würden wir eher in eine magnetische Lösung aus Kunststoff oder Federstahl investieren.
Tipps und Tricks bei Haftungsproblemen
Vor den Zeiten von PEI beschichtetem Federstahlblech und mit mikroporöser Keramik beschichteten Druckplatten war Erfindungsreichtum gefragt. Es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, ohne gleich die Druckauflage ersetzen zu müssen. Einige Lösungen sind heute noch aktuell.
Glasplatten, egal ob aus normalem, verstärktem oder Borosilikatglas geben etwa PLA einen guten Halt, doch bei großen Druckteilen kann es ohne geschlossenen Bauraum trotzdem zu Ablösungen kommen. Um das zu verhindern, gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Den Anfang macht das Glasplatten-Tuning mit Kreppband, Bluetape oder Kapton-Klebeband. Die mit dem Klebeband beschichtete Glasplatte bietet erfahrungsgemäß etwas mehr Halt als die spiegelglatte Glasoberfläche. Kreppband hat von den drei Klebebändern die geringste Klebekraft, gefolgt von Bluetape und Kapton Klebeband. Auf Krepp und Bluetape haftet das Druckmaterial besser, dafür hält Kapton besser auf der Druckplattform. Auf allen drei Klebebandsorten haften praktisch alle Druckmaterialien sehr gut. An den unterschiedlichen Tapes kleben alle Materialien wie PLA, PETG, ABS, ASA und sogar Nylon gut. Aber bei Materialien wie ABS und Nylon schrumpft der Druck im Laufe der Druckzeit. Der Druck haftet dann zwar an dem Klebeband, aber das Klebeband haftet häufig nicht mehr vollständig auf der Druckplatte. Abhilfe schafft ein Bett aus Supportstruktur für das Druckobjekt.
Weiter geht es mit verdünntem Holzleim, Klebestift und PVA-Kleber. Fein aufgetragen bildet etwa verdünnter Holzleim eine dünne Schicht auf der Druckplatte, die die Haftung erheblich verbessern kann. Das funktioniert gut bei Materialien wie PLA, PETG und zumindest einigermaßen bei ABS und ASA. Die Beschichtung und die Reinigung sind allerdings aufwendig.
Der Klebestift gehört bei einigen Druckern nach wie vor zum normalen Lieferumfang. Auf dem Druckbett aufgetragen verbessert er die Haftung merklich. Beim Erhitzen der Druckplatte wird der Kleber hart bis mittelhart und muss nach jedem Druckvorgang erneuert werden. Das Prozedere, auch zur Reinigung, ist allerdings aufwendig. Der Klebestift ist aber selbst heute noch ein probater Haftvermittler für schwierige Materialien wie Nylon.
Ein Tipp aus der lösungsorientierten Community ist der PVA-Kleber. Das ist etwa Polyvinylacetat gelöst in Isopropanol und 5 % Wasser. Diese Mixtur muss selbst zusammengerührt und fein auf der Druckplatte aufgetragen werden. Sie ist eine günstige und effiziente Methode, um die Haftung für fast alle Materialien zu verbessern. Lediglich bei Nylon versagt das zu harte Bindemittel. Diese Beschichtung kann, anders als Klebeband oder Klebestift, ganz fein aufgesprüht werden und ist verhältnismäßig leicht wieder abzulösen.
Ein weiterer Tipp ist das sogenannte ASA oder ABS-Juice. Bei diesem fast unübertroffenen Haftmittel handelt es sich um gelöstes Filament, welches fein auf die Druckplatte aufgepinselt wird. Um den Juice anzufertigen, werden lediglich ein paar Stücke des zu druckenden ASA oder ABS-Filaments in Aceton aufgelöst und anschließend auf die Druckplatte auftragen. So beschichtet hält selbst das widerspenstige ABS zuverlässig auf einer Glasplatte.
Preise
Am günstigsten sind die altbekannten Hilfsmittel wie Klebeband und Klebestift. Auch Aceton zum Anrühren von etwa ABS-Juice ist nicht teuer. Diese Lösungen sind allerdings alle mit einem gewissen Arbeitsaufwand vor und nach dem Druck verbunden.
Eine längerfristige Verbesserung für Glasplatten versprechen die Kunststoffauflagen zum Aufkleben. Die erfahrungsgemäß gute Variante von BuildTak gibt es in verschiedenen Größen ab etwa 10 Euro. No-Name-Auflagen von etwa UEETEK gibt es im Fünferpack ab 23 Euro. Leider fehlt hier die Flexibilität, was das Lösen der Drucke zu einer Geduldsprobe machen kann.
Langfristig sinnvoller wäre aus unserer Sicht die Investition in eine dauerhafte und bequeme Lösung in Form einer magnetischen Druckplatte oder einer beschichteten Glasplatte. Das mikroporös beschichtete Glasbett von Creality gibt es etwa ab 17 Euro. Ein Carbon-Silizium-Glasbett gibt es ab 30 Euro, etwa von Tronxy.
Einfache magnetische Kunststoff-Druckauflagen gibt es im Doppelpack ab 13 Euro. Markenware, wie die flexible magnetische Auflage von Geeetch, gibt es für etwa 22 Euro.
Eine höhere magnetische Haftung und eine längere Lebensdauer bieten letztlich nur die magnetischen Auflagen aus Federstahl. Diese gibt es ab etwa 33 Euro, wie das Modell PrimaCreator mit PEI-Beschichtung. Auflagen mit größeren Abmessungen gibt es etwa von Twotrees für 60 bis 75 Euro.
Fazit
Für eine hohe und zuverlässige Haftung müssen insbesondere der Abstand zwischen Nozzle und Druckbett, sowie die für das jeweilige Filament notwendigen Temperaturen stimmen. Dann klappt in der Regel auch das Drucken auf unbeschichteten Glasoberflächen. Kommt es trotzdem zu Haftungsproblemen, helfen häufig schon Prittstift oder Klebeband.
Wem das ständige Beschichten und Reinigen des Druckbettes zu aufwendig ist, der sollte zu einer beschichteten Druckauflage aus Glas oder einer magnetischen Druckauflage aus Kunststoff oder gleich Federstahlblech greifen. Das Angebot an einfach nachrüstbaren Druckauflagen ist riesig und die Preise sind mit 10 bis 40 Euro nicht sonderlich hoch.
Weitere Themen aus unserer Themenwelt 3D-Drucker sind etwa die Vergleichstests von weißem PLA-Filament, der Vergleich von Rainbow-Filamenten oder der Ratgeber kostenlose Druckvorlagen.
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