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Du hast den kleinen Würfel ausgedruckt, den dir alle empfohlen haben. Jetzt liegt er auf deinem Schreibtisch, und du hast keine Ahnung, was er dir sagen will.
Das ist der Teil, den die meisten Anleitungen auslassen. Sie geben einem eine Kalibrierungsdatei für einen 3D-Drucker, sagen, man soll drucken, und das war's. Aber der Würfel war nie der springende Punkt. Es geht ums Lesen. Und hier ist die Wahrheit, die niemand von vornherein ausspricht: Die Hälfte dessen, was Leute mit einem Würfel „reparieren“ wollen, lässt sich damit gar nicht beheben.
Ein misslungener Kalibrierungswürfel gehört quasi zum Anfängerdasein dazu. Jeder neue Druckerbesitzer hat eine Schublade voller unansehnlicher Exemplare. Also keine Panik, wenn Ihrer etwas mitgenommen aussieht.
Diese Anleitung führt Sie durch den gesamten Prozess. Wie man den Würfel richtig druckt, wie man ihn misst, wie man jeden Fehler erkennt, den er offenbart, wie man die reparierbaren Fehler behebt und (was die Experten Anfängern selten erklären), wann man dem Würfel nicht mehr trauen sollte.
- Dieser kleine Testdruck überprüft die Maßgenauigkeit Ihres Druckers und erkennt Probleme mit der Oberflächenqualität wie Ringbildung, Ausbeulungen an den Ecken und Elefantenfußbildung.
- Drucken Sie es mit Ihren üblichen Einstellungen und in Ihrer gewohnten Geschwindigkeit. Ein langsamer, „schöner“ Ausdruck verschleiert genau die Probleme, die Sie eigentlich finden wollen.
- Lassen Sie es vollständig abkühlen, bevor Sie messen, und verwenden Sie einen Messschieber. Warmer Kunststoff liefert falsche Messwerte.
- Der Würfel eignet sich hervorragend, um Qualitätsmängel zu erkennen, ist aber für die absolute Größenbestimmung ungeeignet. Die meisten Abweichungen der Würfelwerte sind auf Materialschrumpfung zurückzuführen, nicht auf einen Maschinendefekt.
- Korrigieren Sie falsche Abmessungen mithilfe von Schritten pro Millimeter oder einem Skalierungsfaktor des Slicers. Beheben Sie Form- und Oberflächenprobleme Defekt für Defekt.
Inhaltsverzeichnis
- Was ist ein 3D-Drucker-Kalibrierungswürfel?
- Wo man einen Kalibrierungswürfel bekommt (herunterladen oder selbst herstellen)
- So drucken Sie Ihren Kalibrierungswürfel richtig
- So messen Sie Ihren Kalibrierwürfel genau
- So lesen Sie Ihren Kalibrierwürfel, Defekt für Defekt.
- So beheben Sie Maßgenauigkeitsprobleme (Schritte pro mm)
- Die ungeschminkte Wahrheit: Wofür ein Kalibrierungswürfel gut ist (und wofür nicht).
- Häufig gestellte Fragen
Was ist ein 3D-Drucker-Kalibrierungswürfel?
Ein Kalibrierwürfel ist ein kleines Testmodell, meist 20 mm Kantenlänge, das Sie ausdrucken, um die Genauigkeit und den einwandfreien Zustand Ihres Druckers zu überprüfen. Drucken Sie ihn aus, messen Sie ihn, lesen Sie seine Oberflächenstruktur ab und Sie erhalten eine schnelle Übersicht über den Zustand Ihres Geräts.
Bei genauer Betrachtung erkennt man auf drei Flächen einen eingeprägten Buchstaben: X, Y, Z. Diese markieren die drei Achsen. Die Fläche X gibt Auskunft über die Bewegung von links nach rechts, Y über die Bewegung von vorne nach hinten und Z über die Schichthöhe nach oben. Bei fehlerhaften Messwerten auf einer Seite zeigt der Buchstabe die betroffene Achse an.
Was genau testet der Würfel also? Zwei Dinge. Erstens die Maßgenauigkeit: Stimmen die Abmessungen der Seiten? Zweitens eine erste Einschätzung der Druckqualität: Klingeln, Kantenschärfe und wie sauber die Extrusion aussieht.
Die meisten Würfel benötigen bei Standard-Schichthöhe etwa 20 bis 40 Minuten. Das ist kurz genug, um an einem Nachmittag ein paar Würfel zu erstellen, während Sie die Einstellungen optimieren.
Wo man einen Kalibrierungswürfel bekommt (herunterladen oder selbst herstellen)
Es gibt drei einfache Möglichkeiten, einen Würfel zu erhalten, und keine davon kostet etwas.
Am schnellsten: Überprüfen Sie Ihren Slicer. Viele moderne Maschinen verfügen über eine Kalibrierungsfunktion direkt in der Software, sodass möglicherweise bereits eine integriert ist. Alternativ: Laden Sie eine kostenlose STL-Datei herunter. Die klassischen XYZ-Würfel auf den großen Modellwebseiten (die weit verbreiteten Versionen von iDig3D und Halit) gelten als Standard in der Community und enthalten die entsprechenden Achsenmarkierungen.
Es gibt aber auch eine cleverere Methode, die Profis anwenden: Vergrößern Sie den Würfel vor dem Drucken auf 40 mm. Ein größeres Bauteil verringert den Einfluss kleiner Messfehler, wodurch Ihre Messwerte zuverlässiger werden. Warum das wichtig ist, erfahren Sie später.
Wenn Sie mit all dem noch gar nicht vertraut sind, ist es hilfreich, sich zunächst mit dem Material vertraut zu machen, da die Wahl des Filaments die Ergebnisse beeinflusst. Anleitung für Anfänger zur Verwendung von Filament deckt diese Grundlagen ab.
So drucken Sie Ihren Kalibrierungswürfel richtig
Drucken Sie den Würfel genauso, wie Sie auch alle anderen Drucksachen drucken. Das ist die einzige Regel, die Anfänger oft falsch machen.
Es ist verlockend, den Würfel langsam zu drucken und ihn besonders sorgfältig zu behandeln, damit er makellos aussieht. Davon rate ich ab. Wie der Tuning-Experte Vector 3D erklärt, ist die Verwendung spezieller Kalibrierungseinstellungen sinnlos, da Ihre realen Designs nicht so gedruckt werden. Ein Würfel, der mit sanften 30 mm/s gedruckt wird, kann perfekt aussehen und trotzdem die störenden Effekte wie Klingeln und Eckenwölbungen verbergen, die Ihre normalen Drucke ruinieren.
Verwenden Sie also Ihre gewohnte Geschwindigkeit, Ihre gewohnte Beschleunigung und dasselbe Filament und dieselbe Temperatur, die Sie auch im realen Druckprozess einsetzen möchten. Eine Schichthöhe von 0.2 mm und ein einfacher Umfang reichen für eine Maßkontrolle völlig aus. Auch das Material spielt hier eine Rolle, und wir werden gleich darauf zurückkommen, warum.
Bevor Sie überhaupt drucken, sollten Sie Folgendes tun: Stellen Sie sicher, dass Temperatur und Geschwindigkeit für Ihr Filament geeignet sind. Falls Sie nicht wissen, wo Sie anfangen sollen, hilft Ihnen die kostenlose Anleitung weiter. Druckereinstellungen-Finder bietet Ihnen eine solide Grundlage, von der aus Sie arbeiten können.
So messen Sie Ihren Kalibrierwürfel genau
Ihre Korrektur ist nur so gut wie Ihre Messung, also nehmen Sie sich für diesen Schritt Zeit.
Warten Sie, bis der Würfel vollständig abgekühlt ist, bevor Sie ihn mit einem Messschieber messen. Das ist ein häufiger Fehler. Warmer Kunststoff ist noch leicht ausgedehnt, und die Messung eines heißen Teils auf der Bauplatte kann nach dem Abkühlen andere Werte ergeben. In den Bambu-Anleitungen wird ausdrücklich darauf hingewiesen, den Würfel zunächst vollständig auf der Bauplatte abkühlen zu lassen, da ein zu frühes Ablösen und Verformungen die Messwerte verfälschen.
Messen Sie jede Achse mit einem Messschieber. Digitale Messschieber sind dabei deutlich einfacher und präziser als mit einem Lineal. Messen Sie mittig über jede Fläche, nicht ganz unten. Die Basis wölbt sich oft leicht nach außen und kann das Messergebnis verfälschen.
Was gilt als „gut“? Für die meisten Drucke ist ein Wert zwischen etwa 19.90 mm und 20.10 mm völlig ausreichend. Das Streben nach perfekten 20.000 mm ist Zeitverschwendung, es sei denn, Sie drucken hochpräzise Passteile.
- Präzise Messung: Messbereich: 0 – 6 Zoll / 0 – 150 mm; Auflösung: 0.01 Zoll / 0.1 mm; Genauigkeit: +/- 0.2 mm / 0.01 Zoll. Perfekter und präziser Messschieber…
- 4 Messmodi: Dieser digitale Messschieber kann mit zwei Messschenkelpaaren und einem Messtaster zur Messung von Innen- und Außendurchmesser, Tiefe und Stufenhöhe verwendet werden.
- Umrechnung Zoll/mm: Schnelles Umschalten zwischen Zoll und Millimeter per Knopfdruck – spart Zeit. Die Tasten sind aus robustem Kunststoff gefertigt.
- Nullstellfunktion: Dank des intelligenten Designs können Sie mit einem einfachen Knopfdruck den Nullpunkt festlegen und an jeder beliebigen Stelle der Waage eine neue Messung starten…
- Großes LCD-Display & automatische Abschaltung: Das große und gut lesbare LCD-Display ermöglicht schnelles und einfaches Erfassen präziser Ergebnisse, die automatische Abschaltung spart Batterieleistung…
So lesen Sie Ihren Kalibrierwürfel, Defekt für Defekt.
Hier zeigt sich der wahre Wert des Würfels. Fast jeder gängige Druckfehler hinterlässt eine sichtbare Spur auf seinen sechs Seiten. Lernt man diese Spuren kennen, wird der Würfel zum Diagnosewerkzeug und nicht zum Briefbeschwerer.
Nutzen Sie die untenstehende Tabelle als Kurzübersicht und lesen Sie anschließend die Details zu den Lösungen.
| Was Sie auf dem Würfel sehen | Wahrscheinliche Ursache | Wo man es reparieren kann |
|---|---|---|
| Die Seiten haben nicht die richtige Größe | Schritte pro Millimeter Absenkung oder Materialschrumpfung | Schritte/mm oder Skalierungsfaktor des Schneidegeräts |
| Schwache Echolinien nach Kurven (Nachklingeln) | Lockere Riemen, zu hohe Geschwindigkeit | Riemenspannung, Verlangsamung, Eingangsformung |
| Ausgebuchteter, ausgestellter Unterrand (Elefantenfuß) | Düse zu niedrig eingestellt, Heizbett zu heiß | Z-Offset und Abstimmung der ersten Schicht |
| Abgerundete oder ausgebuchtete Ecken | Druckvorschub, Durchfluss, Geschwindigkeit | Druckvorschub-/Durchflusskalibrierung |
| Abgestufte, verschobene Schichten | Lockerer Riemen, zu schnelles Drucken | Riemenspannung, Geschwindigkeit reduzieren |
| Raue Oberfläche, Lücken oder Klumpen | Unter- oder Überextrusion | Durchflusskalibrierung |
Falsche Abmessungen
Wenn die Seiten nicht die richtige Größe haben, liegt ein Maßproblem vor. Das deutet entweder auf eine falsche Schrittzahl pro Millimeter hin oder, häufiger als man denkt, auf Materialschrumpfung. Im nächsten Abschnitt wird die Korrektur der Schrittzahl pro Millimeter ausführlich beschrieben.
Geisterbilder und Klingeln
Klingeln äußert sich als schwaches, wiederkehrendes Echo, das wie Wellen an den Ecken entlangläuft. Es bedeutet in der Regel, dass Ihre Riemen locker sind oder Sie schneller drucken, als Ihr Rahmen verarbeiten kann. Eine Verlangsamung der Druckgeschwindigkeit hilft sofort. Die eigentliche Lösung besteht jedoch darin, die Riemen zu spannen und, bei leistungsfähigen Maschinen, die Eingabeformung zu aktivieren. Unsere Anleitung dazu finden Sie hier. Gürtel festziehen und das Klingeln an der Quelle angehen erklärt es Schritt für Schritt.
Elefantenfuß (Ausbuchtung am Gesäß)
Der sogenannte „Elefantenfuß“ ist die ausgefranste, zusammengedrückte Unterkante, an der sich die erste Schicht stärker ausbreitet als der Rest des Würfels. Er entsteht, wenn die Düse zu nah am Druckbett sitzt, das Druckbett zu heiß wird oder die erste Schicht zu stark zusammengedrückt wird. Erhöhen Sie den Z-Offset leicht und optimieren Sie die erste Schicht. Haftet die erste Schicht ebenfalls schlecht, liegen meist dieselben Ursachen vor. Unsere Lösungsansätze für dieses Problem helfen Ihnen dabei. wenn Ihre erste Schicht sich nicht wie gewünscht verhält Bewerben Sie sich direkt.
Abgerundete oder ausgebuchtete Ecken
Scharfe Ecken, die weich, abgerundet oder gewölbt erscheinen, deuten in der Regel darauf hin, dass Druckvorschub oder Materialfluss optimiert werden müssen oder dass die Extrusionsgeschwindigkeit in den Ecken zu hoch ist. Es handelt sich hierbei um ein Problem der Extrusionszeit, nicht um ein Maßproblem. Durch die Kalibrierung von Druckvorschub und Materialfluss lassen sich die Ecken wieder schärfer gestalten.
Schichtverschiebung
Eine Schichtverschiebung sieht so aus, als ob der Würfel teilweise durchgeschnitten und seitlich verschoben worden wäre. Ein Reddit-Nutzer mit einem Anycubic Kobra 2 Neo hatte genau dieses Problem und gab der SD-Karte die Schuld. Das ist aber fast nie der Fall. Eine Verschiebung bedeutet, dass ein Riemen durchgerutscht oder ein Motor übersprungen ist, meist aufgrund eines lockeren Riemens oder zu aggressivem Drucken. Überprüfen Sie die Riemenspannung und reduzieren Sie die Druckgeschwindigkeit.
Unebene Oberflächen, Lücken oder Klumpen
Lücken, raue Oberflächen oder kleine Klumpen deuten auf Extrusionsprobleme hin: zu wenig Kunststoff (Unterextrusion) oder zu viel (Überextrusion). Die Lösung ist die Kalibrierung der Materialflussrate, die, wie Sie im Folgenden sehen werden, auch Voraussetzung für die Zuverlässigkeit Ihrer Maße ist.
So beheben Sie Maßgenauigkeitsprobleme (Schritte pro mm)
Bevor Sie auch nur einen einzigen Wert für Schritte pro mm ändern, kalibrieren Sie zuerst die E-Schritte und den Materialfluss Ihres Extruders. Diese Reihenfolge ist zwingend erforderlich.
Hier ist der Grund: Die Schritte-pro-mm-Methode funktioniert durch die Messung eines gedruckten Teils. Wenn Ihr Extruder ungleichmäßigen Kunststoff ausstößt, wird dieser Fehler direkt in den Würfel eingebrannt, und Sie müssen die Bewegung Ihrer Maschine „korrigieren“, um ein Extrusionsproblem auszugleichen. Das ist, als würde man ein Haus auf einem wackeligen Fundament bauen. Wie der Kanal „Pushing Plastic“ warnt, führt die Kalibrierung der Maßgenauigkeit ohne vorherige Einstellung von E-Schritten und Materialfluss zu fehlerhaften Ergebnissen.
Sobald die Extrusion abgeschlossen ist, ist die Korrektur selbst eine einfache mathematische Angelegenheit:
Neue Schritte = aktuelle Schritte × (Zielgröße ÷ gemessene Größe)
Angenommen, Ihre X-Achse zeigt 19.9 mm auf einem 20-mm-Würfel an und Ihr aktueller Wert für die X-Schritte beträgt 128. Dann ergibt 128 × (20 ÷ 19.9) ungefähr 128.6. Bei einer realen Kalibrierung eines AnkerMake M5 führte dieser iterative Prozess dazu, dass die Achsen von 128/128/400 auf die Endwerte 130/130/396 verschoben wurden, wodurch alle drei Seiten exakt auf dem Zielwert lagen.
Zwei Firmware-Fallen können hier Probleme bereiten. Erstens: Die meisten Firmware-Versionen akzeptieren keine Dezimalzahlen für Schritte, daher muss auf die nächste ganze Zahl gerundet werden. Zweitens – und das ist besonders ärgerlich – müssen die neuen Werte im EEPROM des Druckers gespeichert werden. Wird das Speichern vernachlässigt, sind alle sorgfältig vorgenommenen Änderungen beim Ausschalten des Druckers verloren.
Rechnen Sie mit mehreren Korrekturdurchgängen. Drucken, messen, anpassen, erneut drucken. Ein Überschießen beim ersten Korrekturdurchgang ist normal. Bei einer Kalibrierung eines 40-mm-Würfels stiegen die Achsenwerte von 40.37 mm auf überkorrigierte 39.74 mm, bevor sie sich im zweiten Durchgang bei sauberen 40.06 mm einpendelten. Zwei bis drei Durchgänge bringen Sie in der Regel innerhalb der Toleranz.
Die Kurzfassung für Bambu- und Klipper-Nutzer
Moderne Maschinen machen die Sache etwas komplizierter. Bambu Lab-Drucker beispielsweise kalibrieren den Filamentfluss automatisch, werden aber ohne integrierte Achsenkalibrierung ausgeliefert. Zur Feinabstimmung fügt man dem G-Code der Maschine einen M92-Befehl mit den gewünschten Korrekturwerten hinzu.
Ein Tipp von Bambu-Experten: Geben Sie diese Werte für jeden Druck einzeln ein, anstatt sie mit M500 dauerhaft zu speichern. Ein dauerhafter Wert wirkt sich auf jeden zukünftigen Druck und jedes Filament aus, was selten gewünscht ist. Achsenkorrekturen sollten Sie projektbezogen für die wenigen Teile vornehmen, die wirklich eine Passgenauigkeit von unter 0.1 mm erfordern.
Die ungeschminkte Wahrheit: Wofür ein Kalibrierungswürfel gut ist (und wofür nicht).
Hier ist die Umformulierung, die Ihnen Stunden sparen wird: Wenn Ihr Würfel „nicht“ misst, liegt die Ursache in der Regel im Material und nicht in Ihrer Maschine.
Das widerspricht dem gesamten Vorgehen, die Schritte pro Millimeter so lange anzupassen, bis ein Würfel die Zielgröße erreicht. Tests bestätigen dies jedoch. Bei einem Drucker maß der Tuning-Experte von CNC Kitchen eine Schrumpfung von etwa 0.35 % für PLA, 0.4 % für PETG und 0.7 % für ABS und ASA. Die Teile fielen dabei allein aufgrund der Abkühlung und des Zusammenziehens des Kunststoffs zu klein aus. Unterschiedliche Materialien, unterschiedliche Schrumpfung, aber derselbe Drucker funktioniert einwandfrei. PLA und PETG schrumpfen unterschiedlich schnell.Die intelligentere Lösung ist ein materialspezifischer Skalierungsfaktor in Ihrem Slicer, keine dauerhafte Änderung der Maschinenschritte.
Der Würfel hat einen zweiten blinden Fleck: seine Größe. Eine Messabweichung von 0.1 mm bei einem 20-mm-Würfel entspricht einem Fehler von 0.5 %. Dieselbe Abweichung bei einem 100-mm-Teil beträgt hingegen nur 0.1 %. Der kleine Würfel verstärkt jeden noch so kleinen Fehler in der Messtechnik mit dem Messschieber. Genau deshalb liefert die Verwendung eines größeren Prüfteils ein realistischeres Ergebnis.
Und eines kann ein Würfel physikalisch nicht darstellen: Schräglage. Schräglage entsteht, wenn die Achsen nicht exakt rechtwinklig zueinander stehen. Bei einem kleinen Würfel mag das unproblematisch erscheinen, doch bei passgenauen Teilen führt es zu Fehlern. Die Berechnung ist gnadenlos. Eine Schräglage von nur 0.2 Grad auf einer 300-mm-Druckfläche summiert sich zu einem Fehler von über 1 mm. Eine Untersuchung von CNC Kitchen an realen 3D-Druckern ergab Schräglagen von nahezu perfekten 0.1 Grad bis hin zu erschreckenden 0.55 Grad bei einem Vorserienmodell des A1 Mini – genug, um ein Bauteil, das die gesamte Druckfläche ausfüllt, um 1.7 mm zu verschieben.
Wozu ist der Würfel also wirklich gut? Zur Qualitätsprüfung. Er liefert schnell und zuverlässig Informationen über Klingeln, Kantenschärfe, Elefantenfußbildung, Schichtverschiebungen und Extrusionskonsistenz. Nutzt man ihn so, ist er eines der besten Diagnosewerkzeuge für Drucke.
Wenn es auf höchste Maßgenauigkeit für funktionelle, passgenaue Teile ankommt, empfiehlt sich ein größeres, speziell dafür entwickeltes Prüfgerät. Der CaliFlower, entwickelt von Vector 3D und bekannt geworden durch CNC Kitchen, misst Innen- und Außenmaße sowie Diagonalen und erfasst so Schrumpfung und Verzug, die ein einfacher Würfel niemals erfassen kann. Man kann ihn sich als die größere Version des Würfels vorstellen – ideal, wenn es wirklich auf Passgenauigkeit ankommt.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Kalibrierungswürfel im 3D-Druck?
Es handelt sich um einen kleinen Testdruck, üblicherweise 20 mm Kantenlänge, mit Achsenbezeichnungen auf den Flächen. Sie drucken ihn aus und messen ihn, um zu überprüfen, ob Ihre Maschine die Teile korrekt dimensioniert und um häufige Oberflächenfehler zu erkennen.
Wie lange sollte ein Kalibrierungswürfel benötigt werden?
Rechnen Sie mit etwa einer halben Stunde für einen Standardwürfel. Die genaue Zeit hängt von der Schichthöhe, der Geschwindigkeit und dem Drucker ab, aber es geht schnell genug, um mehrere in einer Sitzung zu drucken.
Wie liest man einen Kalibrierungswürfel für einen 3D-Drucker aus?
Messen Sie jede Seite mit einem Messschieber, um die Maßgenauigkeit zu prüfen, und untersuchen Sie anschließend die Oberflächen auf Defekte. Schwache Echolinien deuten auf Nachlauf hin, ein ausladender Boden auf einen Elefantenfuß, abgerundete Ecken weisen auf Druckvorschub- oder Strömungsprobleme hin, und ein stufenförmiger Versatz bedeutet eine Schichtverschiebung.
Welcher Kalibrierungswürfel eignet sich am besten?
Für eine schnelle Funktionsprüfung ist der standardmäßige XYZ-Würfel ideal. Für höchste Maßgenauigkeit bei Funktionsteilen ist ein größeres, spezialisiertes Modell wie der CaliFlower deutlich besser geeignet, da er sowohl Innen- als auch Außenwände erfasst und Achsenverkippungen erkennt, die ein kleiner Würfel nicht erfassen kann.
Warum hat mein Kalibrierungswürfel die falsche Größe?
Normalerweise liegt es am Filament, nicht an einem Fehler Ihrer Maschine. Verschiedene Kunststoffe ziehen sich beim Abkühlen unterschiedlich stark zusammen, daher ist eine leichte Untergröße normal. Sollte die Abweichung dauerhaft auftreten, überprüfen Sie die Kalibrierung Ihrer E-Steps und des Materialflusses und korrigieren Sie das Problem gegebenenfalls durch eine Anpassung der Schritte pro Millimeter oder durch leichtes Vergrößern des Modells im Slicer.
