XYZprinting Nobel 1.0a im Test: Wie aus einem Guss
Sehr zur Freude der Endanwender werden 3D-Drucker immer preiswerter. Obwohl der Filamentdrucker, bei dem Kunststofffilament (beispielsweise PLA oder ABS) erhitzt und gestapelt wird, noch immer vorherrschend ist, werden Stereolithographie-Drucker wie der Nobel 1.0A immer beliebter. Grund ist schlicht die bessere Druckqualität – von der sich Golem.de im Test des Druckers überzeugen konnte. Ganz stressfrei ist 3D-Printing mit dem Gerät jedoch nicht.
Der Nobel 1.0A verwendet für den Druck ein flüssiges Kunstharz, das durch Licht aushärtet. Der fotosensitive flüssige Kunststoff wird mit Hilfe von direkter Bestrahlung mit einem Laser binnen Sekundenbruchteilen schichtweise ausgehärtet. Diese Form des 3D-Drucks nennt sich Stereolithographie, abgekürzt SLA oder STL. Auf diese Weise entsteht auch bei der maximal möglichen Schichthöhe von 0,1 Millimetern ein weitaus glatteres und sorgfältiger gearbeitetes Druckstück als bei einem PLA-Drucker.
Der Nobel 1.0A kommt fast komplett vormontiert bei uns an. Lediglich die Haube müssen wir zusammenbauen, was allerdings schnell geht. Die Abdeckung ist wichtig, da sie keine UV-Strahlung durchlässt. Tageslicht würde das Kunstharz im Becken des Druckers langsam aushärten lassen, was es für den Druck unbrauchbar macht. Entsprechend können wir eingefülltes Harz einfach im offenen Harzbecken belassen und müssen es nicht nach jedem Druck entfernen – angesichts der noch zu beschreibenden Reinigungsschritte eine praktische Sache.
Vor dem ersten Einsatz des Druckers müssen wir die Transportsicherung entfernen und den Drucker kalibrieren. Dies geschieht über Anweisungen auf dem kleinen Display des Druckers, die uns genau sagen, was zu tun ist. Dadurch ist die Einstellung schnell vorgenommen.
Kopfüber in das Harzbad
Anders als bei herkömmlichen PLA-Druckern wird beim Nobel 1.0A das zu fertigende Stück kopfüber gedruckt. Dabei wird es an einer absenkbaren Metallplatte nach oben gezogen; der Druck erfolgt entsprechend vom Fuß des Druckstückes zur Spitze hin. Die Schichten des Drucks werden in der vom Nutzer bestimmten Schichthöhe hinzugefügt, indem der Laser genau so viel Harz aushärtet, wie die Druckvorlage es erfordert. Dafür wird die Metallplatte vom Drucker in ein Becken abgesenkt, das mit dem Kunstharz gefüllt ist; der Drucker füllt selbstständig Kunstharz über ein Schlauchsystem ein. Der Laser beleuchtet anschließend die erste Schicht; dann hebt der Drucker die Platte ein Stück an und fährt mit der folgenden Schicht fort. So baut der 3D-Printer nach und nach schichtweise das Druckstück zusammen.
Der Nobel 1.0A kann mit einer minimalen Schichthöhe von 0,025 mm drucken, maximal sind 0,1 mm möglich. Die geringste Schichthöhe ist jedoch nur bei Druckstücken bis zu einer Höhe von 50 mm möglich. Der Laserpunkt des Druckers ist 130 Mikron groß. Der Druckraum ist mit maximalen Abmessungen von 128 mm x 128 mm x 300 mm angenehm groß.
Ganz so reibungslos, wie die Beschreibung des Druckvorgangs klingt, ist er allerdings nicht immer. Wir hatten einige Male das Problem, dass unser Druck nicht an der Metallplatte haften blieb. Dadurch hebt der Drucker das Stück nicht wie vorgesehen schrittweise an; das führte dazu, dass alle Schichten auf einer Ebene in der Kunstharzschale ausgehärtet wurden. Am Ende erhielten wir daher beispielsweise anstelle eines Würfels nur einen dünnen Kunststofffilm. Manche Nutzer vermuten in verschiedenen Internetforen, dass das Harz von XYZprinting zu dick sei.
Für den Nutzer ist es leider nicht sofort ersichtlich, ob das Druckstück an der Trägerplatte haften bleibt oder nicht. Die Haube, die während des Drucks aufgesetzt sein muss, ist so stark abgedunkelt, dass wir kaum durchschauen können. Erst wenn der Druck weiter fortgeschritten ist, lässt sich auch von draußen erkennen, ob der Print tatsächlich etwas geworden ist.
Die Haube verhindert, dass das Harz durch normales Tageslicht langsam aushärtet – das ist sinnvoll, da wir auf diese Weise das Harzbecken nicht nach jedem Druck reinigen müssen. Stattdessen können wir die Flüssigkeit einfach im Drucker lassen. Nehmen wir die Haube während des Druckes ab, unterbricht der Nobel 1.0A den Druckvorgang. Dann lässt sich zwar überprüfen, ob das Druckstück an der Platte klebt; wir haben dann aber in einigen Fällen verformte Endresultate erhalten, weshalb wir davon abraten.
Reinigung mit Alkohol verspricht Erfolg
Die Ausfallrate scheint uns allerdings merklich niedriger, wenn wir die metallene Trägerplatte vor jedem Druck sehr gründlich mit hochprozentigem Alkohol reinigen. Dann erhalten wir zwar immer noch keine hundertprozentige Garantie, dass unser Druck auch etwas wird, die Erfolgsrate ist aber viel höher. XYZprinting empfiehlt zum Entfernen des Harzes Alkohol mit einem Gehalt von mindestens 75 Prozent, wir empfanden Brennspiritus als eine günstige und gute Lösung.
Mit Alkohol müssen auch die fertigen Drucke behandelt werden, um überschüssiges Harz zu entfernen – schließlich kommt der fertige Druck direkt aus dem Harzbad. Praktischerweise liefert der Hersteller ein hohes Frischhaltegefäß aus Kunststoff und einen passenden Deckel mit – wer ein größeres benötigt, kann einfach eine beliebige Frischhaltedose nehmen. XYZprinting rät dazu, den Behälter mit Alkohol zu füllen und das fertige Druckstück für zehn Minuten hineinzustellen.
Diese Methode halten wir nach unseren Tests auch für die beste; die Alternative, die Prints mit Alkohol zu überschütten und abzureiben, ist zum einen umständlicher, zum anderen weniger gründlich. Außerdem verschwenden wir damit schlicht zu viel Alkohol. Den Deckel haben wir immer auf dem Gefäß gelassen, da die Spiritus-Kunstharzmischung im Laufe der Zeit einen beißenden chemischen Gestank verbreitet – zur Freude der Kollegen im Büro. Das Druckergebnis ist den Aufwand aber in jedem Fall wert.
Genau bis ins kleinste Detail
Der fertige Druck gibt zu Beginn noch etwas nach, das Kunstharz muss noch aushärten. Wir müssen ungefähr einen Tag lang warten, bis unsere Werkstücke wirklich hart sind. Dieser Prozess lässt sich beschleunigen, indem das Druckerzeugnis UV-Strahlung ausgesetzt wird: Diese härtet das Harz schneller aus. XYZprinting bietet für diesen Zweck eine UV-Kammer an, in der fertige Drucke hineingestellt werden; alternativ dürfte auch ein Sonnenbad helfen.
Die Genauigkeit des Druckers ermöglicht sehr detailreiche und kleinteilige Drucke. Die im Vergleich zu PLA-Drucken weichere Konsistenz des von XYZprinting gelieferten Kunstharzes macht sich aber bei hohlen Objekten mit dünnen Außenwänden bemerkbar, die sich leicht eindrücken lassen. Gerade filigrane Details, wie etwa Zacken am von uns gedruckten eisernen Thron sind nicht sehr stabil und brechen direkt nach der Fertigstellung des Druckes leicht ab.
Bei der Entfernung unserer fertigen Drucke müssen wir stellenweise mit Hilfe des mitgelieferten scharfen Schabers ziemlich viel Gewalt anwenden, so fest sitzt das Werkstück an der metallenen Trägerplatte. Haftet das Druckstück einmal an der Platte, dann haftet es sehr stark. Bei diesen Entfernungsaktionen haben wir uns ein ums andere Mal den Schaber in unterschiedliche Teile der Hand gejagt. Feine Details unserer Drucke haben diese Prozedur nicht immer unbeschadet überstanden. Hier müssen Nutzer auf jeden Fall Geduld mitbringen und Vorsicht walten lassen.
Nach dem Druck entfernen wir mit Hilfe von Alkohol überschüssiges Harz von der Trägerplatte und reinigen damit auch den Harzbehälter. Das ist ab und an nötig, da sich Harzreste im Becken sammeln können; diese können zu Fehldrucken führen. Besonders an den Rändern neigt das Harz dazu, langsam fest zu werden und eine gummiartige Haut zu bilden. Da sich der Füllstandsensor am Rand des Behälters befindet, muss hier besonders achtgegeben werden, dass dieser nicht verklebt und dem Drucker falsche Füllstandswerte durchgibt. Das kann dazu führen, dass der Drucker denkt, die Wanne sei voll, obwohl sie leer ist – Fehldrucke sind die Folge.
Vorsicht bei der Entsorgung
Um den Harzbehälter zu reinigen, müssen wir erst das überschüssige Kunstharz entsorgen, was nicht unproblematisch ist: Da Kunstharz in der Regel umweltbelastende Lösungsmittel beinhaltet, können wir es nicht einfach in den Ausguss schütten oder in einem Behälter im Hausmüll entsorgen. Flüssiges Kunstharz muss stattdessen in den Sondermüll, was auch für unseren Spiritus gelten dürfte, der als Bad die fertigen Drucke von Harzresten befreit.
Ist das Kunstharz grob entfernt, müssen wir die Reste mit dem Schaber entfernen und dabei aufpassen, nicht die Silikonschicht am Boden des Behälters zu beschädigen. Verbleibendes Harz wird anschließend mit Alkohol entfernt – auch hier können wir nicht einfach die Lösung in den Ausguss schütten, sondern müssen sie bei einer geeigneten Stelle fachgerecht entsorgen lassen. Je nach Bundesland kann das Entsorgen von umweltschädlichen Stoffen Geld kosten. Ab und an sollte eine neue Harzwanne angeschafft werden, da nicht immer alle Harzreste zu entfernen sind und der Behälter entsprechend verklebt.
Verglichen mit einem PLA-Drucker ist der Wartungsaufwand beim Nobel aufgrund der Drucktechnik und des dabei verwendeten Kunstharzes weitaus aufwendiger und – bei Ignorierung der Umweltvorschriften – potenziell sogar schädlich für die Umwelt. Das Druckergebnis ist hingegen bereits bei niedriger Auflösung besser als bei PLA-Druckern. Das merken wir besonders an Überhängen, feinen Details und Rundungen. Das Benchmark-Schiff Benchie ist dafür ein gutes Beispiel: Die runden Öffnungen, das Loch für den Fahnenmast und die generelle Oberflächenstruktur sehen mit Kunstharztechnik einfach besser aus.
Kein Vergleich zwischen Lamborghini und VW Käfer
Die Druckqualität des Nobel 1.0A ist so gut, dass sie sich für mehr als Prototyping eignet: Die fertigen Drucke sehen stellenweise aus wie gegossener Kunststoff, die beim PLA-Druck technisch bedingt sichtbaren Schichten sind nicht auszumachen. Dadurch können wir beispielsweise Ersatzteile drucken, die sich bemalt nicht mehr von originalen Kunststoffteilen unterscheiden lassen.
Wir führen diese Qualitätsunterschiede aber lediglich an, um die Qualität des Nobel-Druckers zu betonen – und explizit nicht, um PLA-Drucker schlecht zu machen. Einen PLA-Drucker mit einem Kunstharzdrucker wertend zu vergleichen ist in etwa so sinnvoll wie der Vergleich zwischen einem Lamborghini Countach und einem VW Käfer aus dem Jahr 1968: Beide gehören der Kategorie "Auto" genauso an wie der Nobel und ein PLA-Drucker der Kategorie "3D-Drucker"; ein Vergleich ist dennoch Quatsch, da die Fahrzeuge wie die Drucker in technisch sowie preislich komplett unterschiedlichen Ligen spielen.
Gute PLA-Drucker sind sowohl in der Anschaffung als auch im Verbrauch günstiger und basieren auf gänzlich anderer Technik mit anderen Materialeigenschaften und Verwendungszwecken. Daher darf ein Vergleich der Anschaulichkeit dienen, sollte aber nicht wertend sein.
Einfach zu bedienende Drucksoftware
XYZprinting liefert für den Nobel 1.0A eine eigene Drucksoftware mit. Wer bereits einen anderen Drucker des Herstellers besitzt, muss offenbar dennoch das neue Programm installieren – wir haben den Drucker zumindest nicht mit der Software des da Vinci 1.0 Pro zum Laufen bekommen. Auch haben wir es nicht geschafft, den Drucker mit einem Programm eines anderen Herstellers zu nutzen, was wir für das Drucken an sich unproblematisch finden. Die Frage nach der Software wird aber wichtig, falls Nutzer darüber nachdenken, Verbrauchsmaterial anderer Hersteller zu nutzen – dazu später mehr.
Die Drucksoftware von XYZprinting ist übersichtlich und intuitiv zu bedienen. Wir können Modelle in verschiedenen Formaten importieren, die anschließend in das gängige STL-Format umgewandelt werden. Zu große Objekte kann das Programm direkt verkleinern, damit sie in den Druckbereich passen. Anpassungen am Modell bezüglich der Größe und der Position auf der Druckplatte können wir auch selbst vornehmen, dafür stehen verschiedene Schieberegler zur Verfügung.
Die Drucksoftware kann auf Knopfdruck automatisch berechnete Stützen in das 3D-Modell einfügen. Bei Druckstücken mit sehr geringer Auflagefläche empfiehlt es sich, einen Rand mitdrucken zu lassen, da damit die Gefahr sinkt, dass der Druck an der Halteplatte kleben bleibt. Auch dieser kann vor dem Druckvorgang eingefügt werden, allerdings handelt es sich unseren Beobachtungen nach nicht um einen echten Rand: Wir haben den Eindruck, dass es sich eher um eine dünne zusätzliche Schicht handelt, die komplett unter das Druckstück gelegt wird. Das kann die Dicke des fertigen Druckes vergrößern, was in manchen Fällen problematisch sein kann.
Vor dem Start des Druckes können wir in einer Maske unkompliziert verschiedene Parameter einstellen, beispielsweise die Schichtdicke des Druckes. Nach der Initialisierung zeigt uns die Software an, wie viele Milliliter des Harzes wir voraussichtlich für den Druck verbrauchen werden. Einen Druck abbrechen können wir am einfachsten über den Drucker selbst: Das über den kleinen Bildschirm ablesbare Menü bietet in wenigen Schritten Zugriff auf diese Option. Hier können wir auch den Drucker nochmals kalibrieren.
Nur teures Harz vom Hersteller verwendbar
Im Unterschied zu PLA-Druckern, die auf Rollen gespultes Kunststofffilament verwenden, ist das Verbrauchsmaterial beim Nobel 1.0A verhältnismäßig teuer. Das von uns verwendete transparente Harz kostet im Onlinehandel um die 130 Euro, dafür erhalten wir zwei 500-ml-Flaschen für einen Liter Kunstharz. Eine genaue Aussage darüber, wie lange eine Flasche hält, lässt sich schwer treffen: Der Verbrauch richtet sich stark nach der Größe der Druckstücke und natürlich der Druckqualität.
Günstiger sind momentan die Farben Blau und Magenta, die jeweils knapp über 100 Euro kosten und ebenfalls im Doppelpack kommen. Weißes Kunstharz kostet 120 Euro, das graue Harz kostet wie das transparente ca. 130 Euro. Schwarzes Harz bietet XYZprinting nicht an, allerdings lassen sich fertige Ausdrucke problemlos bemalen.
Das Filament für die PLA-Drucker von Nobel ist wesentlich günstiger als das Kunstharz: Eine Spule ist bereits für um die 25 Euro verfügbar. XYZprinting erwähnt auf seiner Internetseite auch Kunstharz, das nicht so stark aushärtet und so den Druck flexibler Gegenstände ermöglicht. Dieses Harz haben wir jedoch weder im Onlinehandel gefunden noch im Webshop des Herstellers. Hier bietet die Konkurrenz, beispielsweise Formlabs, weitaus mehr Auswahl an Harzen mit verschiedenen Eigenschaften an.
Kunstharz für 3D-Drucker gibt es natürlich nicht nur von XYZprinting selbst – eine Alternative wäre beispielsweise Makerjuice. Allerdings dürfte sich der Wechsel zu diesem Material in Deutschland kaum lohnen: Beim Hersteller kostet ein Liter inklusive der günstigsten Versandkosten umgerechnet über 100 Euro, also so viel wie das Originalmaterial in den Farben Blau und Magenta.
Selbst wenn man an Harz gelangt, das günstiger als das des Herstellers ist, lohnt sich ein Wechsel im Grunde nicht: Die Flaschen von XYZprinting sind mit einem NFC-Tag ausgestattet, der eine neue Flasche über den Drucker bei der proprietären Software auf dem Rechner anmeldet. Das Programm berechnet anhand der getätigten Drucke und des registrierten Tags, wie viel Harz noch in der jeweiligen Flasche ist – kommt die Software beim Zählen bei null an, druckt sie nicht weiter und der Tag gilt als verbraucht.
So praktisch dieses System beim Wechsel von unterschiedlich gefärbten Harzflaschen ist: Dadurch bringt es auch nichts, wenn wir eine leere Flasche mit günstigerem Harz nachfüllen würden. Der Drucker sieht den Behälter dauerhaft als leer an, es sei denn, wir fänden einen Weg, das NFC-Tag umzuprogrammieren. Laut einer Diskussion in einem Internetforum gibt XYZprinting keine "Blanko-Tags" heraus, um genutzte Harzflaschen zu reaktivieren. Das ist nicht verwunderlich, denn der Hersteller möchte sich seine Umsatzquelle durch das Verbrauchsmaterial sicherlich nicht zerstören. Die einzige Möglichkeit, anderes Harz zu benutzen, wäre also, eine unbenutzte Originalflasche auszukippen und neu zu befüllen, was finanziell Quatsch wäre.
Verfügbarkeit und Fazit
Der Nobel 1.0A kostet momentan im Onlinehandel knapp 2.000 Euro. Dafür erhalten Käufer den Drucker samt der benötigten Teile, also auch mit Harzbehälter, sowie 500 Milliliter Kunstharz. Die Harzwanne lässt sich auch einzeln nachkaufen, sie kostet 60 Euro.
Fazit
Der Nobel 1.0A von XYZprinting ermöglicht Kunstharzdrucke in einer sehr guten Qualität, die aufgrund der Materialbeschaffenheit sehr glatt und detailliert sind. Die Initialisierung des Druckers ist auch für Laien nicht zu kompliziert, da der Printer schnell aufgebaut ist und das Harz selbsttätig einfüllt. Die Druckoptionen sind mithilfe der mitgelieferten Software leicht einzustellen.
Mit 2.000 Euro ist der Drucker zudem weitaus günstiger als technisch gleichwertige Konkurrenzprodukte. Der Form 2 von Formlabs beispielsweise kostet im Komplettpaket fast das Doppelte, bietet bei der Schichthöhe aber die gleichen Werte wie der Nobel 1.0A. Die Vorteile des Form 2 liegen aber beim Verbrauchsmaterial.
XYZprintings STL-Drucker kommt aktuell mit nur einer Sorte Kunstharz, einem auch nach der Aushärtung immer noch etwas flexiblem Werkstoff. Formlabs bietet insgesamt fünf Harzsorten, die verschiedene Einsatzzwecke bedienen, in verschiedenen Farben an. So ist es mit dem Nobel 1.0A momentan schlicht nicht möglich, ein sehr hartes, aber dünnes Werkstück zu drucken, da das Material zu flexibel ist. Aufgrund der in den Flaschen eingebauten Tags ist das teure Kunstharz nicht durch Ware von anderen Anbietern austauschbar.
Verglichen mit PLA-Spulen ist Kunstharz als Druckwerkstoff verhältnismäßig teuer, dafür ist die Druckqualität besser. Einstellen müssen sich Nutzer aber auf ein weitaus aufwendigeres Handling, da die fertigen Drucke erst noch gewaschen und der Drucker bei Nichtnutzung aufwendig gereinigt werden müssen.
Lassen wir das Harz hingegen im Drucker und die Haube drauf, können wir ihn sofort wieder benutzen, ohne erst neues Harz einfüllen zu müssen – ideal für häufige Einsatzzwecke. Entsprechend hat der Nobel 1.0A auch nicht Nutzer zur Zielgruppe, die ab und an mal ein kleines Werkstück drucken wollen; stattdessen eignet sich der Drucker beispielsweise eher für hochwertiges Prototyping, Ersatzteildrucke oder auch für Schmuckherstellung und generell für Vieldrucker.