UltiMaker Cura 5.3 zeigt Zähne

Die neueste Version von UltiMaker Cura bringt die - vorerst experimentelle - Möglichkeit, zwei nicht ideal miteinander kompatible Materialien einander zu verzahnen und so einen perfekten Zusammenhalt ohne natürliche Adhäsion zu schaffen.

Die Verzahnung zweiter Materialien eröffnet eine Vielzahl an spannenden Anwendungen. Die verschiedenen Aspekte der neuen Technik sollen im Folgenden an einem speziell für die Veröffentlichung von UltiMaker Cura 5.3 entwickelten Druckmodell gezeigt werden.

Dieser faszinierende Clip wurde von Mariska Maas (Technischer Community Manager bei UltiMaker) entworfen, um das Potenzial der Materialverzahnung zu demonstrieren. Der Clip ist auf Thingiverse zu finden. Auf den ersten Blick mag er nicht sonderlich aufregend erscheinen, aber es steckt viel mehr dahinter, als man auf den ersten Blick sieht.

Zum Ersten ist der Clip funktional. Dieses Druckteil kann als funktionierender Clip verwendet werden. Wenn man ihn unten zusammendrückt, öffnen sich die Zähne, und wenn man ihn loslässt, springen die Zähne wieder zu. Der Grund dafür ist, dass der Abdruck aus zwei verschiedenen Materialien hergestellt wurde. Genauer gesagt, CPE und TPU-95A. CPE ist ein starres Material und wurde für die grünen Zacken des Clips verwendet. TPU ist flexibel und wurde für den Druck des schwarzen Scharniers (und der weniger funktionalen, dafür aber niedlichen Augen) verwendet.

Das zweite Spannende an diesem Clip ist, dass er als ein einziges Teil gedruckt wurde, ohne dass eine Montage erforderlich ist. Jeder, der sich mit dem Druck von mehreren Materialien auskennt, wird jetzt vielleicht aufgeregt sein. Das liegt daran, dass CPE und TPU inkompatible Materialien sind. Würde man versuchen, ein Teil wie das oben abgebildete mit einem Dual Extrusions 3D Drucker zu drucken, würden sich die Teile nicht richtig miteinander verbinden und entweder sofort oder nach leichtem Gebrauch auseinanderfallen.

Dieser Clip hingegen kann so oft benutzt werden wie man will, ohne dass er zerbricht (das haben wir bei DIM3NSIONS natürlich sofort ausprobiert und tatsächlich kann man tagelang damit spielen ohne dass es Probleme gibt). Möglich wird dies durch die neue Funktion der Materialverzahnung. Um genau zu sehen, was hier vor sich geht, werfen wir einen Blick ins Innere des Drucks (siehe Titelbild).

Das interessante Muster um das Scharnier und die Öse wurde nicht in diesem Bauteil entworfen. Stattdessen wurde es automatisch generiert, indem die neue Einstellung "Verzahnungsstruktur generieren" in UltiMaker Cura 5.3 aktiviert wurde. Hinweis: Diese Einstellung ist nur verfügbar, wenn Sie die erweiterten oder Experten-Einstellungen verwenden. Oder wenn sie über das Einstellungsmenü aktiviert wurde.

Dieses abwechselnde Überlappungsmuster "verzahnt" die beiden Materialien physikalisch miteinander, so dass die Stärke der Verbindung zwischen ihnen nicht mehr davon abhängt, wie kompatibel (in Bezug auf Haftung aufeinander) sie sind, sondern nur noch durch die Stärke des schwächsten der beiden Materialien begrenzt ist (d.h. irgendwann zerreisst dieses Material).

Dies hat signifkante Auswirkungen auf die Kombination von zwei verschiedenen Materialien. Bislang musste man beim Drucken von mehreren Materialien auf einem UltiMaker-Drucker mit Dual Extrusions-Funktion eine Materialkompatibilitätstabelle wie diese zu Rate ziehen, um festzustellen, ob die Materialien, die man verwenden möchte, miteinander funktionieren. Viele Materialien müssen bei unterschiedlichen Temperaturen gedruckt werden, und andere sind chemisch nicht kompatibel. Mit der Materialverzahnung wird eine Vielzahl der Materialkombinationen zum leichten Spiel.

Der Benutzer muss sich dabei auch keine Gedanken über Umgehungslösungen machen, wie z. B. das Entwerfen von Teilen, die Gelenke, Klammern oder die Verwendung von ausgefallene Print-in-Place-Tricks. Ein Bauteil muss nicht mehr in mehreren Teilen gedruckt und diese mit Klebstoffen oder Befestigungselementen zusammengesetzt werden. Sstattdessen wird einfach ein Teil, das für den Druck mit mehreren Materialien konzipiert ist, in Cura geladen und mit der neuen Einstellung "Ineinandergreifende Struktur generieren" zum Druck vorbereitet.

Um zu überprüfen, ob die Einstellung richtig angewendet wurde, kann der Benutzer in Cura auf die Registerkarte "Vorschau" gehen und die Bildlaufleiste auf der rechten Seite des Bildschirms verwenden, um zu jenem Teil des Drucks zu navigieren, an dem die beiden Materialien aufeinandertreffen. Das ineinander greifende Muster wird in dem geslicten Teil wie folgt angezeigt:

Es wird interessant sein, zu sehen, was die Cura-Nutzer mit dieser spannenden neuen Funktion anstellen. Die hier verwendete Technologie stammt vom ehemaligen Ultimaker-Mitarbeiter Tim Kuiper. Er war nicht nur für diese innovative Funktion verantwortlich, sondern auch für die variable Linienbreite, die das Flaggschiff der Cura 5.0 Version war. Wer mehr darüber wissen möchte, wie diese neue Funktion funktioniert, kann Tims Doktorarbeit zu diesem Thema lesen.

Die Version 3.5 ist weiter vollgepackt mit Verbesserungen und Nachbesserungen, die dazu beitragen werden, dass Drucke besser aussehen.

Die erste Änderung besteht darin, dass die konzentrische Anordnung für die ersten Ebenen verbessert wurde. Wenn man jetzt die Option "Konzentrisch" unter der Einstellung "Untere Musteranfangsebene" auswählt, wird die erste Ebene monoton von aussen nach innen gedruckt und nicht mehr in der falschen Reihenfolge. Wie man im folgenden GIF sehen kann, ist das neue Verhalten flüssiger und macht viel mehr Sinn:

Ausserdem sollte die Z-Naht jetzt konsistenter ausgerichtet werden, wenn die Einstellung "Schärfste Ecke" für die Z-Naht-Ausrichtung verwendet und anschliessend "Keine" unter dem Dropdown-Menü "Nahtecken-Voreinstellung" ausgewählt wird.

Die Druckgeschwindigkeiten und die minimale Schichtzeit wurden ebenfalls angepasst, um die Qualität kleiner Schichten zu verbessern. Das Ergebnis ist, dass kleine Zacken, Kegel und spitze Details jetzt besser gedruckt werden.

Auch die Stützstrukturen wurden verbessert. Beim Drucken mit "normalen" Stützen (d.h. keine Baum-Stützstrukturen) werden weniger nutzlose Stützstrukturen erzeugt und die Stützen sind insgesamt zuverlässiger. Dies gilt insbesondere für den Druck von Teilen mit kleinen, komplexen Details. Es besteht auch eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass nicht benötigte Stützen auf Ihrem Modell erzeugt werden.

Schließlich wurde auch der Druck mit Brim verbessert. Der Brim wird nun schneller gedruckt und sollte sich leichter entfernen lassen. Brims können jetzt auch mit zwei Materialien in einem einzigen Modell gedruckt werden, was zu einer besseren Haftung und einer saubereren Nachbearbeitung des Drucks führt.

Hinweis: Diese Version enthält nicht die verbesserten Weihnachtsbaumstützen, aber es gibt immer noch die Alpha-Version herunterzuladen, die UltiMaker Ende letzten Jahres veröffentlicht hat, um die neuen Stützstrukturen auszuprobieren.

Das Einrichten neuer Drucker wurde überarbeitet und verschlankt. Der Benutzer wird nun zunächst gefragt, ob er einen UltiMaker Drucker (nur weisse Drucker) oder einen Drittanbieter-Drucker einrichten möchte.

Wird ein Ultimaker-Drucker ausgewählt, führt Cura anschliessend durch den Prozess der Verbindung des Druckers mit der Ultimaker Digital Factory zur Fernüberwachung.

Das Menü für die empfohlenen Druckeinstellungen wurde um zusätzliche Einstellungen erweitert, wie z. B. die Möglichkeit, ein Füllmuster, die Platzierung der Stützen und mehr zu wählen. Es ist jetzt auch möglich, Änderungen an den empfohlenen Einstellungen für zukünftige Drucke zu speichern.

Die folgenden Änderungen wurden ebenfalls in Cura 5.3 eingeführt:

• Es wurden über 75 neue Drittanbieter-Drucker-Profile hinzugefügt
• Das UltiMaker Branding wurde an allen Stellen eingefügt (Anm. DIM3NSIONS: Auch an solchen, wo es eigentlich unlogisch ist, weil ein Produkt schon vor dem Zusammenschluss entstanden ist)
• Diverse Fehlerbehebungen

UltiMaker Cura 5.3 ist für Windows, MacOS und Linux mit Unterstützung für eine Vielzahl an Sprachen inklusive Deutsch, Französisch und Italienisch verfügbar. Ein Ultimaker-Konto gibt Ihnen Zugang zur Ultimaker Cloud sowie zur UltiMaker Community der 3D-Druck Experten, wo Sie gerne Rückmeldungen zur neuen Version platzieren können. Fehlermeldungen werden auf Github in strukturierter Form entgegen genommen.

Dieser Artikel ist entstanden durch Übersetzung des entsprechenden UltiMaker-News-Artikels.