3D-Drucker-Kurs

Lektion 1 • Sicherheit, Arbeitsplatz und Ethik

Behandelt Belüftung, Brandschutz, Materialhandhabung und die verantwortungsvolle Nutzung gemeinsamer Designs. Etabliert sichere Gewohnheiten, bevor mit dem praktischen Druck begonnen wird.

Lektion 2 • Reale Anwendungen und Branchen

Untersucht, wie die Bereiche Prototyping, Medizin, Luft- und Raumfahrt, Bildung und Verbraucher den 3D-Druck nutzen. Motiviert Lernende, indem berufliche Fähigkeiten mit konkreten Karriere- und kreativen Ergebnissen verbunden werden.

Lektion 3 • Überblick über die Kern-3D-Drucktechnologien

Vergleicht FDM-, SLA-, SLS- und MSLA-Verfahren hinsichtlich Mechanismus, Material und Ausgabequalität. Baut einen Wortschatz auf, um zu bewerten, welche Technologie für eine bestimmte Aufgabe geeignet ist.

Lektion 4 • Anatomie eines FDM-Druckers

Identifiziert jede wichtige Hardwarekomponente und ihre Funktion im Druckprozess. Vermittelt die mechanischen Kenntnisse, die für Einrichtung, Kalibrierung und Fehlerbehebung erforderlich sind.

Lektion 1 • Kernkonzepte der Modellierung und Geometrie

Lehrt Grundelemente, boolesche Operationen, Extrusion und Lofting als Bausteine jedes Modells. Bereitet die Studierenden direkt darauf vor, druckbare Geometrie von Grund auf zu konstruieren.

Lektion 2 • Einführung in CAD-Softwareoptionen

Untersucht Tinkercad, Fusion 360 und Blender in Bezug auf Kenntnisstand und Druckabsicht. Führt die Lernenden zur Auswahl des geeigneten Werkzeugs für ihren Arbeitsablauf.

Lektion 3 • Beschaffung und Bewertung vorhandener Modelle

Navigiert durch Repositorien wie Printables und Thingiverse, um Community-Modelle zu finden, zu bewerten und legal zu nutzen. Ergänzt die Fähigkeiten im originären Design durch effiziente Ressourcennutzung.

Lektion 4 • Dateiformate und Exportvorbereitung

Behandelt die Formate STL, OBJ, 3MF und STEP, deren Vor- und Nachteile sowie die korrekten Exporteinstellungen. Stellt sicher, dass Modelle ohne Datenverlust oder Fehler vom CAD zum Slicer übertragen werden.

Lektion 1 • G-Code-Grundlagen und benutzerdefinierte Skripte

Entmystifiziert die G-Code-Struktur und lehrt die Anpassung von Start-/End-Skripten für die Automatisierung. Befähigt die Studierenden, das Maschinenverhalten über die Grenzen der Slicer-Benutzeroberfläche hinaus zu modifizieren.

Lektion 2 • Stützstrukturen und -platzierung

Konfiguriert automatische und manuelle Stützen für Überhänge, Brücken und komplexe Geometrien. Reduziert den Nachbearbeitungsaufwand, indem nur notwendiges Stützmaterial generiert wird.

Lektion 3 • Navigation in der Slicer-Software-Oberfläche

Orientiert die Lernenden in den Layouts, Symbolleisten und Ansichtsfenster-Steuerelementen von PrusaSlicer und Cura. Reduziert Reibung, sodass sich die Studierenden auf die Einstellungen konzentrieren können, anstatt durch die Oberfläche verwirrt zu werden.

Lektion 4 • Temperatur-, Geschwindigkeits- und Fließeinstellungen

Stimmt die Hotend-Temperatur, die Betttemperatur, die Druckgeschwindigkeit und den Extrusionsmultiplikator pro Material ab. Verknüpft die Slicer-Parameter direkt mit der Vermeidung von Druckfehlern, die in späteren Kapiteln behandelt werden.

Lektion 5 • Infill-Muster und -Dichte

Analysiert Gitter-, Gyroid-, Waben- und Blitz-Infill-Muster hinsichtlich Festigkeit und Materialverbrauch. Ermöglicht fundierte Entscheidungen, die die Teilleistung ohne Materialverschwendung optimieren.

Lektion 1 • ABS, ASA und Hochtemperaturmaterialien

Behandelt Verzug, Gehäuseanforderungen und Nachbearbeitung für ABS und ASA. Bereitet die Studierenden auf technische Drucke vor, die Hitze und UV-Bestrahlung standhalten.

Lektion 2 • Spezial- und Verbundfilamente

Untersucht Holzfüllung, Kohlefaser, Metallfüllung und im Dunkeln leuchtende Filamente sowie deren Düsen- und Einstellungsanforderungen. Erweitert die kreativen und funktionalen Möglichkeiten über Standardmaterialien hinaus.

Lektion 3 • PLA: Der Standard für Anfänger

Behandelt die Druckparameter von PLA, seine mechanischen Grenzen, biologische Abbaubarkeit und Farbvielfalt. Etabliert ein zuverlässiges Basismaterial, bevor anspruchsvollere Filamente eingeführt werden.

Lektion 4 • PETG: Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Flexibilität

Untersucht die chemische Beständigkeit von PETG, die Schichthaftung und die Neigung zum Fadenziehen. Positioniert PETG als die erste Wahl für Aufrüstungen bei funktionalen Teilen, die Haltbarkeit erfordern.

Lektion 1 • Plan der routinemäßigen Wartung

Legt Intervalle für Schmierung, Reinigung und Inspektion von Wellen, Leitspindeln und Düsen fest. Verlängert die Lebensdauer des Druckers und verhindert Druckausfälle während des Drucks aufgrund vernachlässigter Komponenten.

Lektion 2 • Extruder- und Durchflusskalibrierung

Kalibriert E-Schritte, Durchflussrate und Druckvorlauf, um Unter- und Überextrusion zu beseitigen. Stellt Maßgenauigkeit und saubere Oberflächenbeschaffenheit bei allen Drucken sicher.

Lektion 3 • Temperatur- und PID-Abstimmung

Führt einen PID-Autotune für Hotend und beheiztes Bett durch, um die thermische Leistung zu stabilisieren. Verhindert Temperaturschwankungen, die zu inkonsistenter Extrusion und Schichtbindungsfehlern führen.

Lektion 4 • Auspacken und anfängliche Montage

Führt Schritt für Schritt durch die Montage eines FDM-Drucker-Bausatzes mit Drehmoment- und Fluchtungsprüfungen. Schafft mechanisches Vertrauen und verhindert Montagefehler, die zu Druckausfällen führen.

Lektion 1 • Haftungsfehler und Verzug

Identifiziert die Ursachen für Haftungsverlust, Verzug und Elefantenfuß und wendet dann gezielte Korrekturen an. Verknüpft die Bettnivellierung und Materialkenntnisse aus vorherigen Kapiteln mit realen Fehlerszenarien.

Lektion 2 • Schichthaftung und Delamination

Behandelt schwache Schichtverbindungen, die durch niedrige Temperatur, hohe Geschwindigkeit oder unzureichende Kühlung verursacht werden. Verstärkt die Beziehung zwischen Slicer-Einstellungen und struktureller Integrität.

Lektion 3 • Maßungenauigkeit und Artefakte

Korrigiert Ringing, Ghosting, Z-Banding und Maßabweichungen durch mechanische und Slicer-Anpassungen. Wendet Kalibrierungswissen an, um maßgenaue Funktionsteile zu erhalten.

Lektion 4 • Unterextrusion und Verstopfungen

Diagnostiziert teilweise Verstopfungen, Schleifen und Hitzekriechen als Ursachen für Unterextrusion. Lehrt Kaltzug, Düsenwechsel und PTFE-Inspektion als Korrekturmaßnahmen.

Lektion 1 • Hardware-Einsätze und Montage

Installiert Heißpräge-Muttern, Magnete und Hardware in gedruckte Teile für funktionale Baugruppen. Hebt Drucke von Prototypen auf produktionsreife Komponenten.

Lektion 2 • Chemische Glättungsmethoden

Behandelt Aceton-Dampfglättung für ABS und XTC-3D-Epoxidbeschichtung für PLA-Oberflächen. Behandelt Sicherheitsprotokolle und Belüftungsanforderungen für chemische Prozesse.

Lektion 3 • Stützentfernung und Reinigung

Demonstriert das sichere Entfernen von Stützen und Brims mit Zangen, Seitenschneidern und Heizwerkzeugen. Minimiert Oberflächenschäden und bereitet Teile für nachfolgende Veredelungsschritte vor.

Lektion 4 • Grundieren, Malen und Beschichten

Wendet Füllgrundierung, Acrylfarben und Klarlacke für haltbare, professionelle Oberflächen an. Verknüpft die Qualität der Oberflächenvorbereitung direkt mit der Haftung und Langlebigkeit der Farbe.

Lektion 1 • Abschlussprojekt: End-to-End-Build

Die Studierenden entwerfen, slicen, drucken und veredeln ein selbstdefiniertes funktionales Objekt, das bestimmte Kriterien erfüllt. Integriert die Fähigkeiten jedes Kapitels in ein einziges dokumentiertes Ergebnis.

Lektion 2 • Grundlagen der Druckfarm- und Serienproduktion

Führt in die Warteschlangenverwaltung, Profilkonsistenz und Qualitätskontrolle über mehrere Drucker hinweg ein. Bereitet die Studierenden auf die Leitung kleiner Serienproduktionen oder die Verwaltung von Makerspaces vor.

Lektion 3 • Multi-Material- und Mehrfarbendruck

Konfiguriert Doppelextrusions- und Filamentwechselsysteme für Farb- und Materialkombinationen. Erweitert die Gestaltungsmöglichkeiten bei gleichzeitiger Verwaltung von Reinigungstürmen und Wischsequenzen.

Lektion 4 • Großformat- und Split-Teil-Druck

Strategien zum Drucken von Objekten, die das Bauvolumen überschreiten, durch Teilen, Verkeilen und Kleben. Lehrt Ausrichtung und Nahtplatzierung, um die strukturelle Integrität über Verbindungen hinweg zu erhalten.