Der 3D-Drucker arbeitet nach dem FDM-Prinzip (engl., steht für «Fused Depositing Modelling»). Dabei erfolgt der Aufbau des Modells, indem der zu verarbeitende Werkstoff (möglich sind die Kunststoffvarianten ABS und PLA) schichtweise in flüssigem Zustand auf eine Grundplatte aufgetragen wird, und auf dieser härtet. Das Gerät kann dabei einen Gegenstand konstruieren, der maximal 14 x 13,5 x 14 cm (B x H x T) misst, also annähernd einem Würfel mit einer Seitenlänge von 14 cm entspricht. Die Druckgeschwindigkeit beträgt 90 Millimeter pro Sekunde. Update: In der rechten Fotogalerie finden Sie noch mehr Bilder vom fertigen «Yoda»-Modell.

Beim Werkstoff handelt es sich um einen auf einer Spindel aufgerollten Kunststofffaden. Dieser wird in den Extruder (= Druckdüse) eingespannt, und in diesem stark, auf ca. 260 Grad erwärmt. Dadurch wird der Werkstoff flüssig und mithilfe einer dünnen Düse, die sich auf der Unterseite befindet, auf der Grundplatte aufgetragen. Diese Plattform, auf dem der Gegenstand entsteht, muss wiederum noch vor dem Aufbringen des Kunststoffs gleichmässig auf ca. 100 Grad geheizt werden, um den korrekten Auftrag des Materials zu gewährleisten. Prinzipiell kann unser Modell PP3DP UP! Plus, je nach Einstellung, Schichtdicken von 0,15 bis 0,4 Millimeter verarbeiten. Der Abstand lässt sich in einer Auflösung von 0,05 Millimeter der Schichtdicke einstellen.  

Der Praxistest: Dreh- und Angelpunkt für die Konstruktion ist die Software «UP», um das Gerät mit dem gewünschten 3D-Modell und den weiterführenden Modelliereinstellungen (Schichtdicke, Hohlraum usw.) zu speisen. «UP!» selbst ist keine Modelliersoftware, womit sich neue 3D-Modell erstellen lassen. Sie dient dem Zweck, ein fixfertiges Modell in den Speicher des 3D-Druckers (befindet sich unterhalb im Standfuss des Gerätes) hinein zu laden, und diesem den Druckauftrag mit den gewünschten Einstellungen zu übermitteln. «UP!» selbst wird mit dem Gerät ausgeliefert, und wird als Mac- sowie Windows-kompatible Software ausgeliefert. Kann aber auch separat von der Webseite auf dem Anbieter Brack heruntergeladen werden. Sie liegt in englischer Sprache vor, wird aber, so Brack, ab den nächsten 1 bis 2 Wochen mit einer deutschsprachigen Hilfe-Anleitung vertrieben.

Wie ein Modell erstellt wird, läuft immer nach dem gleichen Schema ab: Zuerst wird die Software installiert, danach das gewünschte 3D-Modell geladen. Brack legt zwar keine «Demo»-3D-Modelle» dem Gerät bei, dafür stehen in der Online-Community «Thingiverse»rund 1‘000‘000 fixfertige 3D-Modelle (Stand 12. Juni 2013) für den 3D-Drucker bereit. Unter anderem gibt es komplexe 3D-Modelle wie etwa Häuser, Schiffsturbinen, aber auch einfache Schrauben oder Ritzel in verschiedenen Grössen und Varianten.

Nachdem man sich sein 3D-Modell herausgesucht hat, lädt man es in die Software. Vor dem eigentlichen Druckauftrag muss noch der Startabstand der Düse zur Grundplatte, also dem Trägermaterial, in der Software festgelegt werden. Hier hat sich im Test der Abstand von 134,6 Millimeter als passend herausgestellt. Ist er zu gross, wird das 3D-Modell zwar trotzdem Schicht für Schicht gebaut, allerdings werden dann durch den zu grossen Abstand die einzelnen Schichten an Stabilität verlieren. Desweitern hat es sich in dem Test als sinnvoll erwiesen bei denjenigen 3D-Modellen, die eine grosse Grundfläche aufweisen, die Höhe von 134,6 Millimeter um 0,1 bis 0,2 Millimeter weiter zu erhöhen, weil damit der Anpressdruck (= bessere Stabilität) des grossvolumigen 3D-Models verbessert wird.

Klick&Print: Im letzten Schritt vor dem Druck muss noch festgelegt werden, ob es sich bei dem Modell um ein «Hohlmodell», also ohne innere Füllmasse, handelt, oder ein Gegenstand modelliert wird, der komplett mit Kunststoff ausgefüllt wird. Dies geschieht in der Registerkarte «3DPrint». Klickt man auf «Maintenance» weiter, kann man den Hohlraum-Modus mit dem Klick auf das Feld «Shell» aktivieren .

Ist diese Einstellung, wie gewünscht, definiert, kann der 3D-Druck mit dem Button «Print» gestartet werden. Die Software übermittelt dazu die einzelnen Layer des Modells. Je nach Komplexität und Grösse dauert dies zwischen 10 Sekunden und 5 Minuten. Für unser «Yoda»-Modell benötigte die Software zur Übermittlung rund 3 Minuten. Ist sie abgeschlossen, wird dem Anwender dies durch ein akustisches Signal mitgeteilt. Das Modell ist dann zu diesem Zeitpunkt komplett in den Speicher des 3D-Druckers geladen. Die Verbindung zum PC/Laptop kann getrennt werden. Dabei wird noch ein Infofeld eingeblendet, das über die Dauer des Druckvorgangs sowie den Verbrauch  des Kunststoffmaterials (in Gramm) informiert. Danach startet der 3D-Printer den Druckauftrag.

Für die Fertigstellung unseres 3D-Modells «Yoda» wurden ca. 3 Stunden berechnet. Die Bildergalerie zeigt dabei den Fortschrittprozess. Eine Spezialität des Modells ist die Funktion «Support». Hat das 3D-Modell Überhänge (z.B. Gesicht, schräge Wände etc.), baut der 3D-Drucker Stützen ein, um das Modell zu stabilisieren. Nach exakt der vorberechneten Zeit war unser Modell fertig. Danach kann man es mit dem Skalpell von der Grundplatte trennen, und die Supportstützen entfernen. Brack liefert zum Modell eine Starter-Plastikrolle (700 Gramm, Kunststoff ABS, Weiss), zwei Grundplatten, Arretierungshilfen sowie verschiedenes Werkzeug (Skalpell, Seitenscheider etc.) mit.

Update: Der Materialverbrauch für das «Yoda»-Modell liegt bei 19 g, das entspricht einem Material-Preis (1-kg-Spindel kostet Fr. 59.-) von Fr. 1.12. Darin ist auch «der Abfall» (Stützen und Grundfläche) von 3 Gramm enthalten, sprich: 18 Rappen (gerundet). Der Stromverbrauch liegt bei 180 Watt während des Druckvorgangs. Bei einer Dauer von ca. 3 Stunden für das «Yoda»-Modell entspricht dies (angenommener kWh-Preis: ca. 20 Rappen) Kosten von 3.6 Rappen. Daraus ergeben sich Geamtkosten von (1.12 Franken + 0.036 Franken )  etwa 1.16 Franken für das Modell «Yoda». 

1649 Franken ist ein happiger Preis – erst einmal. Bedenkt man aber, was man mit dem Gerät so alles bauen kann, können sich die Kosten aber auch schnell amortisieren. Zahnräder, Schrauben bis hin zu komplexen 3D-Modellen (z.B. für Architekten oder Ingenieure etc.) sind dadurch für einmal günstig, präzise und schnell herzustellen. Das alles macht den noch recht jungen 3D-Druck für Endanwender, sowie auch für KMU sehr interessant.

Das hier getestete Modell PP3DP UP! Plus überzeugt – von Anfang an. Es bietet genau das, was den Reiz ausmacht: Zukunftsweisende Technik, einen extrem grossen Spielraum für Kreativität, einfache Bedienung und vor allem genügend 3D-Modelle als «Futter». Der Test hat gezeigt: Mit nur wenigen Klicks lassen sich raffinierte 3D-Modelle erstellen. Wer noch mehr will, kann sich sogar mit Hilfe von kostenloser Software (z.B. Blender) seine eigenen Modelle erschaffen. Wir geben dem Modell ein «sehr gut». Tipp: Mit dem Modell PP3DP UP! mini hat Brack den «kleinen» Bruder des 3D-Druckers für Fr. 999.- im Angebot. Der «Mini» unterscheidet sich im Groben nur in der etwas kleineren Grundplatte (12 cm) sowie der minimalen Schichtdicke von 0,20 Millimeter (statt 0,15 mm). Ansonsten ist alles gleich.