Kurz vor der Auslieferung steht die Abnahme an. Wir haben sie gefilmt: Maschine einschalten, aufheizen, spülen, Testdruck starten – und am Ende ein Keramikbauteil in der Hand halten. Dieser Beitrag geht die Schritte durch und erklärt, was dabei jeweils passiert.
Die Maschine
Zu sehen ist der KeraPrint in der Tabletop-Variante, die beim Kunden später auf dem Tisch steht. Das Bauvolumen beträgt 220 mm in allen drei Richtungen – für die vorgesehenen Keramikkomponenten ausreichend.
Der Granulatextruder ist durchgehärtet: Schnecke, Düse und Barrel bestehen aus gehärtetem Stahl, in diesem Fall sogar mit einer PKD-Diamantdüse von Gühring. Bei abrasiven Compounds ist das kein Luxus, sondern Voraussetzung für Standzeit.
Einschalten heißt zweimal bestätigen
Hauptschalter betätigen, Reset-Taster drücken. Das Klicken signalisiert, dass das Sicherheitsrelais zurückgesetzt wurde – erst jetzt bekommen Heizungen und Motoren bei Bedarf Strom. Beim Betätigen des Not-Aus wird das wieder unterbrochen.
Auch innerhalb der Software muss das Einschalten von Heizungen und Motoren aktiv bestätigt werden. Für eine Industrieanlage ist das der richtige Weg: Eine Heizung geht nicht versehentlich an.
Die Oberfläche: Mainsail, erweitert
Wer mit Klipper und Mainsail gearbeitet hat, findet sich sofort zurecht – es ist dieselbe Oberfläche, die wir um unsere eigenen Funktionen ergänzt haben. Dazu gehören Temperaturüberwachung, Lüftersteuerung in Prozent, Makros und ein Selbsttest, mit dem sich der Status von Lüftern und Hauptprozessoreinheit abfragen lässt. Das läuft auch im Hintergrund mit, damit klar ist, ob die Anlage stabil arbeitet.
Die wichtigste Ergänzung ist das Kalibrierfenster. Bei einem Granulatextruder muss der Extrusionswert bei jedem Materialwechsel und bei jedem anderen Düsendurchmesser angepasst werden, weil Kompression und Gegendruck sich ändern. Diesen vergleichsweise aufwendigen Schritt wollen wir dem Anwender abnehmen.
In Ansätzen integrieren wir außerdem das Slicing: Düse und Material sind hinterlegt, und einfache Geometrien – etwa ein 50-mm-Würfel mit zwei Wänden und drei Deckschichten – lassen sich direkt an der Maschine erzeugen. Das ist praktisch, wenn man ein neues Material einfährt.
Vorheizen und Spülen
Das Material ist in diesem Fall Aluminiumoxid von unserem Materiallieferanten PT+A. Die Maschine heizt auf 125 Grad an der Düse, das Heizbett auf 60 Grad. Anschließend wird gehomt und an eine Position gefahren, an der das Spülmaterial nicht stört.
Spülen ist beim Granulatextruder kein optionaler Schritt. Weil wir eine Masse aufschmelzen und beim Aufheizen und Abkühlen Material zu lange auf Temperatur liegt, muss eine gewisse Menge herausgefahren werden, bevor der Druck beginnt. Dabei wählen wir die Spülgeschwindigkeit so, dass der Volumenstrom dem im späteren Bauteil entspricht – ein konstanter Volumenstrom ist beim Granulatdruck das zentrale Ziel.
Und die Reste? Lassen sich problemlos schreddern und wieder zuführen.
Warum Tape auf dem Druckbett liegt
Bei Keramik ist Bettaftung nie das Problem – eher das Gegenteil. Das Material ist pastös und verbindet sich fast zu gut mit der Bauplattform. Das Tape lässt sich mitsamt Bauteil abziehen, was das Teil sicher entfernt. Bei einem deutlich teureren Material ist das die Mühe wert.
Der Druck: bewusst leicht überextrudiert
Die erste Schicht fährt schnell – auch das dient dem homogenen Massestrom von Schicht eins an. Ist der Wert einmal richtig eingestellt, sieht sie bereits sauber aus.
Bei keramischen Feedstocks arbeiten wir bewusst leicht an der Grenze zur Überextrusion. Es sollen ganz leichte Hügel entstehen, die man haptisch fühlen kann. Das Ziel ist ein möglichst dichtes Bauteil, denn Entbindern und Sintern sind die kritischen Nachfolgeschritte – und die verzeihen keine Hohlräume.
Die Kontrolle macht man am Bruch: Ein aufgebrochenes Teil soll eine homogene Masse zeigen, die über die Stränge hinweg bricht, fast wie gegossen. Genau das ist die Grundvoraussetzung für gute Sinterergebnisse.
Zahlen zum Einordnen
Das gedruckte Bauteil wiegt rund 60 Gramm und war mit einer 1-mm-Düse in etwa 10 bis 15 Minuten fertig – ohne dass wir an der Grenze der Austragsrate gewesen wären. Mit diesem Extrudermodell sind etwa 200 bis 250 Gramm pro Stunde möglich. Mit einem Filamentextruder ist das in der Masse nicht vergleichbar.
Es ist keine hochkomplexe Geometrie, und Slicer-Parameter sind noch nicht perfekt. Darum geht es bei diesem System aber auch nicht: Es ist darauf ausgelegt, in kurzer Zeit viel Material konturnah auszutragen. Für die Endgenauigkeit kann man das Bauteil anschließend noch an der Fräse bearbeiten.
Entnehmen – vorsichtig
Nach dem Druck legt man den Spülrest beiseite und zieht das Bauteil über das Tape ab, ähnlich wie bei Kunststoff. Vorsicht ist trotzdem geboten: Das Material ist noch pastös und lässt sich allein durch den Händedruck verformen. Besser noch unter leichtem Druck abkühlen lassen.
Kapitel im Video
- 0:00 · Intro – Maschine zur finalen Abnahme
- 0:26 · KeraPrint Tabletop: Bauraum und Extruder
- 1:05 · Einschalten, Reset und Sicherheitskette
- 1:43 · Klipper und Mainsail mit S2S-Erweiterungen
- 2:22 · Extrusionswert kalibrieren beim Granulatdruck
- 3:24 · Selbsttest, Makros und integriertes Slicen
- 4:33 · Aluminiumoxid laden, Aufheizen und Homing
- 5:15 · Warum Tape auf dem Druckbett liegt
- 6:22 · Spülen mit konstantem Volumenstrom
- 7:34 · Testdruck: Zylinder mit zwei Wandlinien
- 8:14 · Erste Schicht und bewusste Überextrusion
- 9:06 · Bruchbild als Qualitätsmerkmal
- 10:41 · Ergebnis: 60 g, 1-mm-Düse, Austragsrate
- 11:40 · Entnahme, Abkühlen und Kontrolle
- 13:17 · Fazit und Aufruf für Testgeometrien