Elefantenfuß bei 3D-Drucken: So diagnostizieren und beheben Sie eine verbreiterte erste Schicht

Warum die erste Schicht breiter ausfällt als die übrigen

Laut der Prusa Knowledge Base wird die erste Schicht beim Ablegen gegen das beheizte Druckbett gequetscht und wird deshalb meist etwas breiter, als sie sein sollte. Dieses Quetschen ist beabsichtigt. Es sorgt dafür, dass das Filament an der Druckoberfläche haftet, statt sich abzulösen. Der Nachteil ist ein kleiner Wulst, der rundum an der Basis des Teils verläuft. Man sieht ihn und spürt ihn mit dem Fingernagel, und dieser Wulst ist das, was Maker Elefantenfuß nennen.

Auch die Wärme des Druckbetts spielt mit. Solange die untersten Schichten noch weich sind, drücken das Gewicht des darüberliegenden Teils und der Druck der Düse sie leicht nach außen. Der Effekt bleibt unten, weil weiter vom Druckbett entfernte Schichten schneller abkühlen und ihre vorgesehene Größe behalten.

Für die meisten dekorativen Drucke spielt das alles keine Rolle. Prusas Dokumentation merkt an, dass es zum Problem wird, wenn ein Teil präzise Maße braucht oder mit sehr engen Toleranzen zusammenpassen muss. Denken Sie an einen Deckel, der nicht mehr aufgleitet, ein Gehäuse, dessen zwei Hälften sich nicht schließen lassen, oder ein Teil mit flachem Boden, das auf dem Tisch wippt. Dann lohnt sich der Aufwand, es zu beheben.

Wie man Elefantenfuß bestätigt und ähnliche Erscheinungen ausschließt

Drehen Sie das Teil um und betrachten Sie die Unterkante. Ein echter Elefantenfuß zeigt sich als gleichmäßiger Wulst rund um den gesamten Umfang, überall gleich dick. Legen Sie das Teil auf eine ebene Fläche, kann es leicht wippen. Ein Deckel oder Einsatz, der auf stramme Passung ausgelegt ist, klemmt ganz unten und gleitet weiter oben frei. Ein Kalibrierwürfel oder jedes Testteil mit enger Passung macht die Diagnose eindeutig.

Mehrere ähnliche Fehler sorgen für Verwirrung. Rollt sich die Kante der ersten Schicht nach oben, statt sich nach außen auszubreiten, ist die Düse zu nah am Druckbett. Prusas Dokumentation beschreibt dieses Aufrollen als klassisches Zeichen für eine zu niedrig eingestellte Düse. Erscheint der Wulst nur auf einer Seite des Teils, ist das Druckbett nicht nivelliert, und das gehört in den Ratgeber zur Druckbett-Nivellierung statt hierher. Heben sich die Ecken vom Druckbett ab, haben Sie es mit Warping zu tun, dem umgekehrten Problem.

Vertrauen Sie hierbei nicht der Slicer-Vorschau. In PrusaSlicer zeigt die Vorschau das tatsächliche Quetschen nie, sodass eine erste Schicht, die auf dem Bildschirm perfekt aussieht, auf dem Druckbett trotzdem breitlaufen kann. Beurteilen Sie das gedruckte Teil, nicht die Visualisierung.

Elefantenfuß-Kompensation in PrusaSlicer: wo sie zu finden ist und wie viel man verwenden sollte

PrusaSlicer hat eine eigene Einstellung namens Elephant foot compensation. Laut der Prusa Knowledge Base findet sie sich unter Print Settings, Advanced und erscheint nur, wenn der Slicer im Advanced- oder Expert-Modus ist. Statt den Wulst hinterher abzuschleifen, verkleinert der Slicer die erste Schicht beim Slicing adaptiv. Das tatsächliche Quetschen füllt den entfernten Raum, und die Basis kommt in der vorgesehenen Größe heraus.

Prusa nennt eine praktische Obergrenze. Bei einer Düse mit 0.4 mm sollten Sie nicht mehr als etwa die Hälfte der Extrusionsbreite Ihrer ersten Schicht brauchen. Müssen Sie darüber hinausgehen, um den Wulst zu beseitigen, rät die Dokumentation, das Problem woanders zu suchen, meist bei der Düsenhöhe. Eine theoretische Grenze gibt es nicht: Die Knowledge Base merkt an, dass ein Würfel mit 10 mm Kompensation an jeder Kante seiner ersten Schicht 10 mm verliert, ein überhöhter Wert frisst sich also einfach ins Teil.

Zwei Nebenwirkungen sind normal. Der Brim berührt das Modell in der Vorschau nicht mehr. Das ist beabsichtigt: Gequetschtes Material überbrückt die Lücke beim Drucken, wenn auch die Verbindung etwas schwächer ist. Ist der Brim auch am gedruckten Teil abgelöst, ist die Kompensation zu hoch. Die Vorschau kann außerdem Stellen verzerren, an denen dünne Merkmale auf größere Flächen treffen. Das betrifft nur die erste Schicht, und Sie können den Wert wieder auf null setzen, wenn es Sie stört. Den Rest der Software behandelt unser Ratgeber zu PrusaSlicer.

Düsenhöhe und Druckbett-Nivellierung: die mechanische Ursache hinter dem Symptom

Die Kompensation behandelt das Symptom. Die Ursache liegt fast immer im Abstand zwischen Düse und Druckbett. Je näher die Düse, desto stärker wird das Filament gequetscht und desto breiter läuft die erste Schicht aus. Prusas Dokumentation führt auf, was eine zu niedrig eingestellte Düse mit sich bringt: Extrusionsprobleme, Verstopfung, schlechte Druckqualität und sogar Schäden an der flexiblen Stahlplatte, weil der Druck zu stark haftet. Zu hoch, und die Schicht haftet gar nicht.

Die Einstellung erfolgt nach Augenmaß. Auf einer Testschicht sollten die Linien abgeflacht, aber nicht plattgedrückt sein, ohne Lücken zwischen ihnen und ohne Wülste dort, wo sie sich treffen. Ändert sich die Linienbreite entlang ihrer Länge, ist das Druckbett nicht eben, und die Nivellierung braucht vor allem anderen Aufmerksamkeit. Unser Ratgeber zur ersten Schicht geht diese visuellen Anhaltspunkte im Detail durch.

Jeder Drucker hat seinen eigenen Weg dorthin. Simplify3D weist darauf hin, dass manche Hersteller Federn und Schrauben nutzen, während andere den gesamten Vorgang mit Nivelliersensoren automatisieren, und dass das Handbuch Ihres Druckers die Referenz ist. Selbst ein perfekt nivelliertes Druckbett kann zu nah oder zu weit von der Düse entfernt liegen, daher ist der Z-Offset eine eigene Einstellung neben der Nivellierung, die im Menü des Druckers oder über seinen Einrichtungsassistenten erfolgt.

Der Fall Prusa i3: eine Kalibrierung der ersten Schicht, die nur für diese Geräte gilt

Prusa-i3-Drucker haben ein eigenes Verfahren namens First Layer Calibration, das Prusa für diese Modelle dokumentiert. Es kalibriert den Abstand zwischen Düsenspitze und Druckoberfläche, während der Drucker ein Zickzackmuster ablegt. Sie drehen am Knopf, um die Höhe live anzupassen, und der Wert wandert von null in den negativen Bereich. Dieser Nullpunkt wird durch die Position des P.I.N.D.A.- oder SuperPINDA-Sensors definiert, die für jeden Drucker einzigartig ist.

Prusa betont, dass die Zahl ohne visuelle Referenz nichts bedeutet. Ein üblicher Bereich reicht von -0.400 bis -1.500, unterscheidet sich aber von Maschine zu Maschine und kann mit der Zeit und Nutzung driften. Die strukturierte Platte ist dünner als die glatte, daher muss die Düse für dasselbe Ergebnis etwas näher sitzen. Die gedruckte Schicht mit einer Schieblehre zu messen, wird als Kalibriermethode nicht empfohlen.

Führen Sie sie erneut durch, nachdem Sie die Düse gewechselt, den Extruder aufgerüstet oder den Drucker an einen anderen Ort gestellt haben. Werkseitig montierte Prusa-Drucker kommen bereits abgestimmt an; die Kalibrierung betrifft vor allem zu Hause aufgebaute Bausätze. Übertragen Sie diese Zahlen vor allem nicht auf eine andere Marke. Ein Prusa-Z-Offset bedeutet nichts an einer Maschine mit einem anderen Sensor und einer anderen Auto-Leveling-Routine.

Weitere Einstellungen von Druckbett und Slicer, die das Quetschen unter Kontrolle halten

Stimmt die Düsenhöhe, vollenden einige Slicer-Einstellungen die Arbeit. Beginnen Sie mit der Druckbetttemperatur. Bleiben Sie in dem vom Filamenthersteller empfohlenen Bereich, denn ein Druckbett, das heißer läuft als nötig, hält die unteren Schichten länger weich und lässt sie nach außen absacken. Simplify3D schlägt vor, die Druckbetttemperatur in Schritten von 5 Grad anzupassen, und dieser Rat funktioniert auch nach unten, wenn die Basis ausläuft, die Haftung aber bereits gut ist.

Auch die Geschwindigkeit der ersten Schicht zählt. Simplify3D empfiehlt, sie für eine bessere Haftung um 30 bis 50 Prozent zu senken, und eine langsame, saubere erste Schicht ist außerdem gleichmäßiger, was das Quetschen vereinheitlicht und leichter kompensierbar macht. Halten Sie die Druckoberfläche zudem mit Isopropylalkohol sauber. Eine fettige Platte verleitet dazu, die Düse näher heranzufahren, damit der Druck haftet, und das verschlimmert den Elefantenfuß.

Schließlich liegt die zuverlässigste Lösung für Teile, die zusammenpassen müssen, in der Modelldatei. Eine kleine, an die Unterkante modellierte Fase nimmt den Wulst auf, ohne dass eine Druckereinstellung angefasst wird, und sie funktioniert in jedem Slicer und auf jedem Drucker. Bei mechanischen Teilen, die Sie immer wieder drucken, ist das der Ansatz, der am besten besteht.

Quellen und Grenzen

• Prusa Knowledge Base — Elefantenfuß-Kompensation
• Prusa Knowledge Base — Kalibrierung der ersten Schicht (i3)
• Simplify3D — 5 einfache Schritte zu einer perfekten ersten Schicht

Wir ordnen Hersteller- und Community-Dokumentation; diese Produkte haben wir nicht selbst gemessen. Das Handbuch Ihres genauen Modells hat Vorrang vor allgemeinen Hinweisen.