Das Rennen der 3D Drucker – Runde 1 kartesische Portalbauweise Die Kartesische Portalbauweise von 3D Druckern, auch als Prusa Bauweise bekannt. Wird sie Erster?

Die erste Spezies auf unserer Rennbahn, sind die 3D Drucker in Portalbauweise. Mit den bekanntesten Vertreter dieser Art, dem Prusa oder dem Reprap Urgestein der Mendel, sichert sie sich die Poleposition im Rennen um den besten 3D Drucker.

Grundaufbau der Prusa Printer

Grundlegend bilden zwei Achsen einen Bogen, durch diesen wird der Drucktisch auf einer weiteren Achse hindurch portiert. Die Portalbauweise hat bei CNC-Fräsen einen Vorteil, der für 3D Drucker nicht relevant ist. Die Verwendung von zwei Bearbeitungstischen. So kann der Werker während der CNC Bearbeitung auf dem einen Tisch, auf dem anderen Tisch ein Werkstück auf oder abbauen. Die CNC Fräse kann so durchgängig Arbeiten, ohne zeitfressende Zwangspausen zu machen. Diesen Vorteil gibt es beim 3D Drucken nicht wirklich. Schließlich wird das Werkstück vom Drucker aufgebaut und nicht aus schon bestehenden Material gefräst.

Mit diesem Handicap muss der Drucker kämpfen

Die PortalBauweise hat beim 3D Druck sogar Nachteile, die bei anderen Bauarten nicht auftreten. Da das Bauteil und der Drucktisch ständig in Bewegung sind, wird eine recht große Masse bewegt. Hinzu kommt das sich die Masse mit jedem Layer erhöht und der Schwerpunkt immer weiter nach oben verlagert wird
Besonders ungünstig ist diese Eigenschaft bei kopflastigen Bauteilen. Liegt der Schwerpunkt zu hoch, kann sich das Bauteil vom Druckbett lösen oder umkippen. Grund dafür ist das Zusammenspiel aus Beschleunigen und Abbremsen, wodurch hohe Kräfte auf das Bauteil wirken. Sind diese Beschleunigungskräfte höher als die Adhäsionskräfte, löst sich das Bauteil ab. Ein Punkt der im Rennen einiges an Zeit kostet. Bei der Prusa Bauweise kommt ein weiteres Problem hinzu. Die Höhenverstellung muss auf beiden Seiten erfolgen, da es sonst zum Verklemmen kommen kann. Was bedeutet das? Die Führung der Höhenachsen muss mit zwei Motoren oder einem Riemen und einen Motor erfolgen. Den zweiten Motor kann man beim multicolor 3D Drucker auch gut woanders gebrauchen. Wie wir später bei der Auswahl der Elektronik für multicolor 3D Drucker sehen werden. Schon wieder ein Punkt an dem die Bauweise etwas an Fahrt verliert.

Mit diesen Vorteilen geht es in den Endspurt

Es soll jetzt nicht klingen als wäre die Prusa Bauweise schlecht, ganz im Gegenteil. Für einige Zeit durfte ich im FabLab Kempten praktische Erfahrungen an einem Prusa i3 Sammeln. Was mir dabei besonders gefallen hat, ist das gut zugängliche Druckbett. Ein bequemes abnehmen der Drucke ist garantiert, keine Gehäuse oder Linearführungen die im weg sind. Auch das Wechseln des Filamentes war praktisch, durch den oberhalb des Portals angebrachten Extruder.
Ein guter Auftakt für ein Rennen, den der Prusa uns hier abgeliefert hat. Ob es für den Titel „beste Bauart für einen Vollfarb 3D Drucker“ reicht?
Das zeigt sich vielleicht schon in Runde 2 unseres 3D Druckervergleichs, auf geht es.

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