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TwoTrees Sapphire SP-5 im Test: Schneller 3D Drucker mit großem Bauraum
Der Twotrees Sapphire SP-5 tritt als Nachfolger von Sapphire Pro ein schwieriges Erbe an: Der grundsätzlich genialen und stabilen Konstruktion des Vorgängers haben billige China-Komponenten ein angemessenes Ergebnis verhagelt. Wir zeigen, ob der Hersteller daraus gelernt hat und ob es das neue Modell bis zur Empfehlung der Redaktion schafft.
Falsch verbundene Kabel, billiger Extruder, chinesischer Standard-Druckkopf – das Sparen weniger Euros an der falschen Stelle hat beim Twotrees Sapphire Plus (Testbericht) für ein unnötig schlechtes Ergebnis gesorgt. Der Nachfolger verspricht Besserung. Das Mainboard, ein MKS Robin Nano V1.2, ist ab Werk mit fünf ultraleisen TMC2225 Silent Stepper Treibern ausgestattet. Sie ermöglichen flüsterleise Motorbewegungen und bilden die Grundlage für ruhiges und angenehmes Drucken. Die Druckplattform besteht aus einer speziell beschichtete Glasplatte mit hervorragender Haftung. Das stabile Metallgehäuse unterhalb des Druckbetts wurde um Wartungsklappen für das Mainboard sowie zusätzliche Lüftungsschlitze an den Seiten ergänzt – sehr sinnvoll und erfreulich.
Ansonsten kommt uns beim neuen Modell viel bekannt vor, darunter der stabile Aufbau in Core-XY-Bauweise und das farbige Touchscreen-Display.
Aufbau und Unterschiede zum Vorgänger
Die Core-XY-Technik hat klare Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit und Qualität gegenüber kartesischen Druckersystemen („Bettschubser“). Mehr dazu verraten wir in unserem Artikel zu 3D-Druck-Grundlagen. Bei diesem Aufbau treiben die beiden Motoren für die X- und Y-Achse über einen Riemenantrieb den Druckkopf direkt an. Im Vergleich zum Bettschubser-Aufbau, wie beim bekannten Ender 3 (Testbericht), ist doppelt so viel Metall im Rahmen verbaut, was für einen stabilen Aufbau sorgt. Die Kombination ermöglicht schnellere Druckgeschwindigkeiten bei gleichbleibender Präzision. Dadurch ist der Druck von großen Bauteilen wesentlich sicherer, da das Bauteil lediglich auf der z-Achse bewegt und nicht, wie bei kartesischen Druckern, hin und her geschoben wird.
Auf allen Achsen kommen kugelgelagerte Linearschienen zum Einsatz, die sehr präzise und ruhig laufen. Der obere und untere Teil des Twotrees Core-XY 3D Printers Sapphire SP-5 ist aus 2 mm starken Stahlblech gefertigt. Eine Querstrebe, die gleichzeitig die Z-Führung hält, stabilisiert die doppelten Systemschienen zusätzlich. Das Ergebnis ist ein echtes Monster: hier wackelt wirklich nichts mehr. Im unteren Chassis sind neben dem Netzteil auch die beiden Motoren an der doppelten Z-Achsen-Führung untergebracht. Sie verändern die Höhe der Bauplattform. Beide Motoren sind über einen Riemensystem miteinander verbunden, dadurch entsteht ein höheres Maß an Synchronität zwischen den beiden Z-Spindel-Führungen. Das neue Modell ist mit einer keramikbeschichteten Glasplatte ausgestattet. Auf ihr halten auch stark zu warping neigende Materialien wie ABS gut.
Der Drucker hat zwar dasselbe Mainboard wie sein Vorgänger, das Makerspace Robin Nano V1.2. Doch sind die fünf Steckplätze für die einzelnen Motoren hier mit flüsterleisen TMC2225-Stepperteibern bestückt. Dadurch sind die Bewegungen der Motoren kaum noch zu hören.
Die neue Wartungsklappe ist ein willkommenes Upgrade. Sie erleichtert die Arbeit mit dem Drucker. Bei vielen anderen Modellen, wie dem Qidi X Max oder dem Ender 5 Pro, muss der Drucker umgedreht und die Bodenplatte entfernt werden, um an das Mainboard heranzukommen. Beim SP-5 sind kleinere Wartungsarbeiten bequem und schnell ohne große Demontage des Gehäuses möglich. Braucht man das denn überhaupt? Kurz und knapp: Ja. 3D-Drucker sind keine Tintenstrahler, die ein Word-Dokument per Klick zu Papier bringen. Wer in 3D drucken will, muss entweder sehr viel Geld ausgeben oder bereit sein, sich einzuarbeiten, zu experimentieren – und zwischendurch auch zu basteln. Die Steuerung über das farbigen Touchdisplay ist dank einfacher Symbole und guter Übersichtlichkeit schnell verständlich. Die farbigen Icons und der logische Menü-Aufbau verleihen dem Twotrees ein zeitgemäßes Aussehen.
Filamentverarbeitung
Die Filamentförderung besteht aus einer Einheit in sich greifender Zahnräder, die den Kunststoff von der Rolle in einen Förderschlauch schieben. Der Förderschlauch endet im Druckkopf, der das Filament schmilzt und über die Düse an der richtigen Stelle ausgibt. Kurz und knapp, hier wäre ein Rundumschlag an Renovierung nötig gewesen, den sich der Hersteller leider gespart hat. Der verbaute Dual-Gear- bzw. Dual-Drive-Extruder ermöglicht durch zwei ineinander greifende Förderräder eine stärkere Extrusion durch mehr Anpressdruck als viele andere Drucker. Bei unseren Tests konnte er PLA, PETG und ABS gut verarbeiten. Er versagte aber bei dem flexiblen TPU. Dieses benötigt eine genau gefertigte Filamentführung. Vor allem der Teil nach den Zahnrädern muss maßgenau gefertigt sein, damit das flexible Filament nicht neben der Führung herausgequetscht wird. Der vom Hersteller verbaute, einfache Förderschlauch (auch Bowdenschlauch genannt) ist sehr unflexibel und hat einen ungleichmäßigen Innendurchmesser. Deswegen gibt es eine erhöhte Reibung, für TPU ist das ein Todesurteil – ohne Umbau kann man das gummiähnliche Material mit dem SP-5 nicht drucken. Bei anderen Materialien können die Schwächen des SP-5 zu unsauberen Druckergebnissen führen.
Der Bowdenschlauch wird mithilfe von Kabelbindern an den Kabelstrang für die Druckkopfsteuerung montiert. Leider ist die Plastikführung des Kabelstranges durch die Lagerung in der Verpackung stark aufgerollt. So hängt der komplette Kabel-Bowden-Strang in den oberen Druckerbereich hinein. Fährt der Druckkopf beim Homing auf seine Nullposition links hinten in die Ecke, klemmen sich die Kabel zwischen die Endstops und den Druckkopf. So verhindert der Kabelstrang das Auslösen der Endstops und ein ordentliche Bestimmung der Home Position. Resultat sind unschöne Motorgeräusche, ratternde, durchdrehende Riemen und ein blockierter Drucker.
Das alles hätte Twotrees besser lösen können. Der Hersteller selbst bietet einen qualitativ hochwertigeren Extruder sogar für gerade einmal 8,28 Euro auf AliExpress an. Den maßgenauer gearbeiteten flexibleren Bowdenschlauch von Capricorn gibt es für 7,75 Euro. Auch die bessere Kabelführung, eine Schleppkette, gibt es schon für 4,13 Euro zu kaufen. Wenn schon ein Privatanwender bei Aliexpress für knappe 20 Euro alle nötigen Materialien für viel bessere Druckqualität erwerben kann, verstehen wir nicht, warum Twotrees dort gespart hat.
Bei uns macht der Drucker derzeit noch laute Geräusche beim Hochfahren des Druckbetts, was vermutlich an der synchronisierten doppelten Z-Achse liegt.
Der Druckkopf besteht aus einem standardisierten Hotend, welches von einem Stahlrahmen umgeben ist, in dem die Bauteilkühler eingebettet sind. Viele Firmen setzen wie Twotrees noch immer auf diese alten Druckkopfsysteme. Sie leisten zuverlässige Arbeit, erreichen aber wegen der ungenauen Bauteilkühlung nur mäßig gute Druckqualität. Da überrascht der Artillery Hornet (Testbericht), der zwar im unteren Preissegment angesiedelt ist, trotzdem aber einen neu entwickelten Druckkopf besitzt. Dieser ist wesentlich leichter und hat eine bessere Bauteilkühlung.
Aufbau
Geliefert wurde alles gut verpackt. Vorbildlich: Alle Schrauben waren separat in durchnummerierten Tüten verschweißt und vollzählig. Durch die gut aufgebaute Bedienungsanleitung kann man sofort loslegen. Der obere und der untere Teil ist vollständig zusammengebaut. Die komplette Core-XY-Mechanik ist im oberen Chassis vormontiert. Auch das untere Chassis mit Mainboard und Netzteil ist schon komplett verkabelt. Alle losen Anschlüsse sind sauber mit Klebeband fixiert.
Zunächst ist die Verbindung der Systemschienen mit der unteren Plattform herzustellen. Das erfolgt über je zwei M8-Schrauben, die durch das untere Chassis verschraubt werden. Vorsicht, es gibt eine leichte Einkerbung in der Nut der Schienen. Diese sind für die Führung der horizontalen Schienen bestimmt. Nicht falsch herum montieren! Danach werden die Systemschienen mit Linearführungen installiert und später mit der horizontalen Systemschiene fixiert. Die Montage des oberen Rahmens war bei uns sehr streng. Zum Schluss kommt der Extruder an die Reihe, dann die Verkabelung unter der Wartungsklappe. Der Aufbau hat insgesamt 1,5 Stunden gedauert, eine akzeptable Zeit für ein DIY-Kit – und auch von Anfängern zu schaffen, die bereit sind, sich in die Thematik einzuarbeiten.
Sapphire SP-5 Aufbau
Sapphire SP-5 Aufbau
Sapphire SP-5 Aufbau
Sapphire SP-5 Aufbau
Sapphire SP-5 Aufbau
Sapphire SP-5 Aufbau
Sapphire SP-5 Aufbau
Sapphire SP-5 Aufbau
Sapphire SP-5 Aufbau
Inbetriebnahme
Leider ließen die Probleme nicht lange auf sich warten. Der mitgelieferte USB-Stick, auf dem wahrscheinlich dieselben Daten wie auf der SD-Karte enthalten sind, funktionierte bei uns bedauerlicherweise nicht. Bevor wir unsere Testdatei drucken konnten, mussten wir zunächst die komprimierten Daten der SD-Karte entpacken. Nicht tragisch, aber etwas nutzerfreundlicher könnte es schon sein.
Auf der SD-Karte sind Konfigurationsdateien, FAQ, Aufbauanleitung, Aufbau- und Problemlösungsvideos, Slicer-Software (Cura 4.6) und 2 Testdateien zu finden. Die aktuelle Version von Cura zum Testzeitpunkt ist 4.13, die man besser direkt aus dem Netz lädt. Auf der SD-Karte ist noch das Druckerprofil（Sapphire Plus-Curaproject.3mf) im Verzeichnis Software/Ultimaker zu finden. Diese Datei wird per Drag&Drop direkt in Cura gezogen. Dann weiß die Slicing-Software, mit welcher Drucker-Hardware sie es zu tun hat, wie etwa die Maße des Bauraums und die von Twotrees empfohlene Slicereinstellungen sind. Vorsicht: Die voreingestellte maximale Höhe in Cura beträgt 380 mm, aber unser Testdrucker arbeitet lediglich bis zu einer Höhe von 347 mm. Witziger- oder traurigerweise finden sich drei unterschiedliche Höhenangaben auf der Herstellerseite – und im Curaprofil noch eine Vierte.
Die voreingestellte Slicing-Software unterteilt das 3D-Modell, das man drucken möchte, in Schichten und errechnet die Bewegungen des Druckkopfes – den sogenannten Gcode. Dieser wird danach auf einer Speicherkarte abgespeichert und in den SD-Karten-Slot des Druckers gesteckt. Dann kann man die gewünschte Datei über den Touchscreen auswählen und direkt drucken.
Hardware
Das erste Problem: Wir konnten aller Bemühungen zum Trotz das Filament nicht einführen. Meistens hilft es in solchen Fällen, den Anfang des Filaments zu verbiegen oder anzuspitzen, wenn es hakt. Hier half nichts.
Nach dem Zerlegen des Extruders fanden wir einen kleinen Plastikrest von der Spritzgussherstellung, der die Filamentaufnahme blockierte. Also weg damit und wieder zusammen gebaut. Damit hat sich der Twotrees Sapphire SP-5 erneut als Drucker für Anfänger disqualifiziert. So etwas muss die Qualitätskontrolle finden und filtern, bevor die Geräte zu den Kunden gehen.
Jetzt konnten wir endlich starten, also Filament einlegen und über die Funktion Filament Load im Touchscreen das Filament einziehen lassen. Es passierte aber: wieder nichts. Der Extruder bewegte sich kein Stück. Wir starteten Testdrucke, schalteten den Drucker an und wieder aus, probierten unterschiedliche SD-Karten, nichts half.
Nun beginnt die klassische Fehlersuche – 3D-Druck-Einsteiger können sich darauf schon gefasst machen. Den Antriebsmotor des Extruders haben wir an einem anderen Drucker ausprobiert – er läuft einwandfrei. Wieder angeschlossen, kommt es erneut zu keiner Bewegung am Extruder. Also Motorspannung messen, manchmal sind die aufgesteckten Motortreiber ab Werk nicht richtig eingestellt. Sollte auch nicht passieren, aber das kann man mittels eines Multimeters und eines kleinen Schraubenziehers schnell selbst erledigen. Die Motorspannung war mit 1,1 Volt im akzeptablen Bereich.
Der Motor und die Spannung des Steppermotors konnten wir als Fehlerquelle ausschalten. Nach der Messung testeten wir noch einmal den Extruder – und siehe da, er funktioniert plötzlich einwandfrei. Was auch immer das Problem verursacht hat, war für uns leider nicht reproduzierbar.
Druckqualität
Wir druckten mit den von Twotrees mitgelieferten Cura-Einstellungen ein Modell des Parthenon aus PLA mit mittelgutem Ergebnis und einen USB-Stick-Halter in PETG mit einwandfreiem Ergebnis.
Erfreulich ist übrigens die hervorragende Druckbetthaftung. Auch ein Ausdruck in ABS haftete zwar gut auf der Bauplattform, riss aber wegen den starken Spannungen des Warpings. ABS können die meisten 3D Drucker zwar verarbeiten, aber ohne Einhausung kann man nur winzige Modelle in guter Qualität drucken – das sieht beim Twotrees nicht anders aus. Wer ABS drucken möchte, kann sich von Twotrees noch die maßgeschneiderte Einhausung aus Acryl für 161,- Euro dazu kaufen.
Es folgte noch ein Versuch mit dem elastisch-gummiartigen TPU. Da versagte der Dualextruder kläglich und förderte das Filament neben der Führung in sich selbst hinein; Auseinandernehmen und Reinigen sind die Folge.
Zuletzt druckten wir mit 240 mm/s Druckgeschwindigkeit eine schwarze Vase mit maximaler Bauraumhöhe.
Testdruck Sapphire SP-5
Testdruck Sapphire SP-5
Testdruck Sapphire SP-5
Testdruck Sapphire SP-5
Testdruck Sapphire SP-5
Was bekommt man für sein Geld?
Für einen echten Core-XY-Aufbau mit einem Druckraum von 295 x 295 x 347 mm, mit solidem Chassis und einem vernünftigen Mainboard mit Silent Steppern, einem schicken Display und einer neuen Bauplattform mit Spezialbeschichtung sind 418 Euro mit dem Coupon UBMCY327 bei Geekmaxi ein fairer Preis. Vielleicht hatten wir mit dem Druckkopf Pech – etwas Hand mussten wir vor dem ersten erfolgreichen Druck anlegen, danach war zumindest PLA kein Problem.
Um aber aus dem Twotrees Sapphire SP-5 einen wirklich guten, sorgenfreien Drucker zu machen, sollte man definitiv noch mehr Geld in einen besseren Extruder, wie zum Beispiel von Bondtech investieren. Außerdem sollte man sich einen neuen Druckkopf mit besserer Bauteilkühlung drucken, wie etwa den Diamond Mount, das momentane Highlight aus der Twotrees-Community.
Letztlich muss man sagen, dass es sich hier nicht um einen Plug&Play-Drucker für Anfänger handelt. Aber hat man das nötige Interesse und ist technikaffin, kann man mit ein paar Veränderungen aus dem Twotrees Core XY SP-5 ein wahres Juwel zaubern.
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