Coburg
Technik

In 40 Minuten zur eigenen Villa: So funktioniert der 3D-Druck im Coburger Makerspace

Im Makerspace liegen High-Tech-Werkzeuge neben Säge und Hammer für alle bereit. Einfach hingehen und zum Werkzeug greifen, so leicht geht das aber nicht.
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Im Makerspace in der ehemaligen Direktorenvilla werden kleine Miniaturen des Gebäudes mit einem 3D-Drucker hergestellt.  Jutta Rudel
Im Makerspace in der ehemaligen Direktorenvilla werden kleine Miniaturen des Gebäudes mit einem 3D-Drucker hergestellt. Jutta Rudel
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Was haben eine Rohrzange, ein Duschkopf und eine Trillerpfeife gemeinsam? Sie können alle mit dem 3D-Drucker hergestellt werden. Wie das funktioniert, zeigt Techniker Jan Schmid einer kleinen Gruppe. Interessiert schauen die Teilnehmer zu, wie der Drucker leise arbeitet und Schicht auf Schicht weißen Kunststofffaden aufeinanderlegt. Quasi vom Fundament bis hin zum Dach entsteht ein kleines Häuschen, um genau zu sein eine Miniatur der Direktorenvilla am ehemaligen Schlachthof.

Das Modell hat Schmid nicht zufällig gewählt: Das Haus wurde erst im September zum Makerspace der Hochschule Coburg umfunktioniert, quasi in eine High-Tech-Werkstatt für jedermann. Und genau in dieser offenen Werkstatt befindet sich Schmid mit dem Einführungskurs für 3D-Drucke.

Den Druck vorbereiten

Eben mal vorbei kommen und schnell etwas drucken, so einfach geht das aber nicht. Neben einem absolvierten Einführungskurs muss "man schon Zeit mitbringen, ein Druck dauert im Schnitt vier Stunden", erzählt Schmid. Das hänge neben der Größe unter anderem auch von der Schichtdichte und Druckgeschwindigkeit ab. Diese Parameter müssen zuvor am Computer eingestellt und das Modell ausgewählt werden.

Im Internet können Vorlagen heruntergeladen und mit einer Software bearbeitet werden. "Man kann auch eigene Modelle erstellen, aber das ist was für den Fortgeschrittenenkurs", sagt Schmid. Der Entwurf wird auf einer Speicherkarte gespeichert und diese in den Drucker gesteckt.

Bevor es losgeht, müssen die Drucker-Plattform auf 60 Grad und die Druckdüse auf etwa 220 Grad vorheizen. Das Filament, der feine Kunststofffaden aus Polylactide, wird durch die Wärme aufgeschmolzen und als feiner Faden auf die Plattform aufgetragen. Durch die Wärme der Platte haftet der Faden besser an und es wird verhindert, dass sich die Drucke aufgrund ihrer hohen Eigenspannung verziehen.

Mit einem Knopfdruck startet der Druck und der Druckkopf flitzt von links nach rechts, vor und zurück über die Platte und zieht zähe Fäden mit sich. Eine Fadenschicht liegt auf der vorherigen auf, der Kunststoff härtet innerhalb von Sekunden aus.

Obwohl die Geräte hier stundenlang laufen, hält sich der Materialverbrauch in Grenzen: "Dadurch, dass das Innenleben der Modelle nicht völlig ausgedruckt, sondern nur aus einer Füllstruktur besteht, sparen wir Material und Gewicht."

Was muss beachtet werden?

Nach etwa 40 Minuten ist die kleine Direktorenvilla mit Maßen von zwei auf zwei Zentimetern fertig. Der Druckkopf fährt hoch und das federleichte Haus kann direkt von der Plattform abgelöst und aufgestellt werden.

Im Grunde kann alles gedruckt werden, "man muss nur darauf achten, dass keine starken Überhänge in die Luft ragen, das gibt sonst Probleme", erklärt der Techniker. Denn durch die Schwerkraft können die Fäden durchhängen oder einbrechen. Am PC muss das Modell dann nach Möglichkeit horizontal gedreht werden, damit es später flach auf der Platte aufliegt.

Doch Überhänge lassen sich nicht immer vermeiden. "Für solche Fälle gibt es die Stützstruktur", sagt der Kursleiter. Das Programm erkennt Überhänge und verbindet sie mit Säulen zum Fundament. Allerdings müssten die nach dem Drucken wieder entfernt werden. "Es gibt aber auch schon Drucker, die mit zwei Kunststoffen drucken. Einer davon ist wasserlöslich und wird für die Stützstruktur verwendet. Man muss das Modell also nur ins Wasser legen und sie löst sich auf."

Auch besteht bei Figuren, die einen schmalen Sockel besitzen, die Gefahr, dass sie während des Drucks instabil werden und umkippen. Hier wird durch eine sogenannte Druckplatthaftung das Fundament vergrößert. Und natürlich müssen die Nutzer darauf achten, sich nicht an der heißen Düse zu verbrennen oder die Geräte zu beschädigen. Nicht ohne Grund dürfen die Maschinen nur nach einem absolvierten Anfängerkurs bedient werden. Für die Kursteilnehmer heißt es jetzt: Sie können einfach in den Makerspace vorbeikommen und sich ganz offiziell am 3D-Drucker austoben.

Mit High-Tech-Werkzeugen im Makerspace basteln wie die Experten

Neben dem 3D-Drucken kann im Makerspace gelötet, Holzstücke mit dem Laser geschnitten und Draht geformt werden - und es gibt auch eine klassische Holzwerkstatt. "Das Angebot wird zunehmend wahrgenommen", berichtet Markus Neufeld, Projektleiter von Creapolis, einer Vernetzungsplattform der Hochschule Coburg. Ein Baustein dieser Plattform ist der Makerspace.

Bisher kommen, so Neufeld, aber überwiegend Vertreter großer Unternehmen und Studenten in die Werkstatt, darunter Produktentwickler und Architekten. Einige Einstiegskurse seien schon ausgebucht. "Wir machen im Februar einen Test, wie die Kurse angenommen werden", sagt er. Für den März werden dann vielleicht die Angebote und Kurszeiten angepasst.

Noch in der Anfangsphase

Ebenso befindet sich der Makerspace selbst in einer Art Testphase. Bisher hat er werktags von neun bis 18 Uhr geöffnet, dienstags von 14 bis 18 Uhr. "Darüber hinaus nur nach Absprache", so der Projektleiter. Mittelfristig sei aber geplant, die Werkstatt 24 Stunden am Tag zu öffnen. Die Türschlösser sollen sich dann vom Besucher per App öffnen lassen. "Wir müssen aber erst einmal schauen, wie sich alles entwickelt und ob es wirklich nötig ist, rund um die Uhr offen zu haben", sagt Makerspace-Techniker Jan Schmid. Markus Neufeld bestätigt: "Dazu bedarf es jedoch noch sicherheitsrelevanter, rechtlicher Prüfungen."

Ein weiterer offener Punkt: Die Finanzierung. "Im Moment sind die gesamte Nutzung und die Kurse kostenlos", sagt Neufeld: "Allerdings sind wir kein Baumarkt." Wer die Maschinen nutzt, sollte das Material selbst mitbringen. Wer aber mal nichts oder zu wenig dabei hat, kann sich auf die Unterstützung der anderen Bastler verlassen. Denn der Makerspace steht neben Innovation vor allem für eines: eine starke, kreative Gemeinschaft.

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