China liefert! Globalisierung in Coronazeiten

In 80 Tagen um die Welt – Die lange Reise der Drucker-Ersatzteile aus China.

Der Hintergrund
Ich bin ja ein grosser Freund, nein, ein Fan der Open-Source-Szene rund um das 3D-Drucken. Aus der ziemlich verrückten Idee, dass ein 3D-Drucker sich selbst drucken können sollte, entstand ein globaler Wettbewerb um den besten 3D-Drucker, den jeder drucken oder zumindest nachbauen kann.
Einen genialen Prototypen hat Josef Prusa vorgestellt, den Prusa i3, natürlich Open Source. Jeder kann ihn also nachbauen oder verbessern; alle Baupläne, Schaltpläne und die Software sind frei verfügbar.

Josef Prusa und seine Prusa i3 Drucker (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Prusa_i3)

China – Weltmeister im Nachbauen
Und jetzt kommt China ins Spiel. Wenige Jahre nach Prusas i3 bieten zahlreiche Hersteller aus China i3-Kopien als Fertiggeräte oder Bausätze an. Ein guter 3D-Drucker für deutlich unter 300 Franken? Ich bestellte das Modell Creality Ender-3 und war ziemlich beeindruckt: Ausgereift, präzise und solide konstruiert. Und Ersatzteile? Kein Problem, ist ja alles Open Source und jeder darf also Teile produzieren und anbieten.

Der coole Ableger aus China – Creality Ender-3: Ist auch die Ersatzteilversorgung cool?

Schwachstelle Extruder
Nun habe ich eine erste Schwachstelle gefunden: Der Filament Extruder, also die Mechanik, die den Kunststoffdraht packt und zur Düse drückt, ist aus Plastik. Nach einem Jahr brach ein Stück ab, was den Drucker sofort lahmlegte. Zeit für den „Reality Check“: Wie mühsam ist es, den Drucker wieder betriebsbereit zu machen? Das Ersatzteil war schnell gefunden. Mehrere Lieferanten bieten es an. Für nur 6 Franken bestellte ich ein komplettes Set – aus solidem Aluminium statt aus Plastik. Damit sich die Bestellung lohnt, packte ich noch weiteres Zubehör dazu und – dann kam Corona.

Das komplette Set nur 6 Franken – aber weit, weit weg

China ist halt doch weit weg
Mit den Corona-Nachrichten aus China wuchs meine Sorge, ob der Drucker wohl bis zum nächsten 3D-Workshop im Ennetraum wieder fit sein wird. Viel schneller als das Ersatzteil war dann aber das Virus in Ennetbaden. Damit war nicht nur der Drucker ausser Betrieb, sondern der ganze Ennetraum mit seinem Angebot. Nun konnte ich ganz in Ruhe studieren, welche Odyssee mein Päckchen in den folgenden Wochen zurücklegte. Die Versandkosten betrugen übrigens 5 Franken – weniger als der Versand von Baden nach Ennetbaden gekostet hätte. Es folgt der Reisebericht meines kleinen Päckchens:

DatumProtokollÜbersetzung (Dank an Deepl.com)
27.02.20 06:55Order timeBestellzeit
02.03.20 14:16Waiting for pick upWarten auf Abholung
02.03.20 14:16物流订单已创建(速卖通平台)Logistikaufträge sind erstellt worden (Plattform SOMETAL)
05.03.20 22:48Accepted by carrierVom Frachtführer akzeptiert
05.03.20 23:30Inbound in sorting centerEingehend im Sortierzentrum
05.03.20 23:30Outbound in sorting centerAusgehend im Sortierzentrum
05.03.20 23:31[南宁市]【南宁市东盟跨境电商营业部】已收件,揽投员:石哲[Nanning] [Nanning ASEAN cross-border e-commerce business department] erhalten hat, der Bieter: Shi Zhe
06.03.20 10:19[南宁市]离开【南宁市东盟跨境电商营业部】,下一站【南宁国际】[Nanning City] verlassen [Nanning City ASEAN Cross-Border E-Commerce Sales Department], nächster Halt [Nanning International].
06.03.20 18:25[南宁市]出口海关/安全留存待验[Nanning City] Exportzoll/Sicherheitsbestände sollen getestet werden
08.03.20 09:25[南宁市]出口海关/安全放行Exportzoll/Sicherheitsabfertigung [Nanning City]
08.03.20 13:55[南宁市]离开【南宁国际包裹处理中心】,下一站【南宁航站】Verlassen Sie [Nanning City] in Richtung [Nanning International Parcel Processing Center], nächster Halt [Nanning Terminal].
09.03.20 11:30[南宁市]离开【南宁国际包裹处理中心】,下一站【南宁航站】Verlassen Sie [Nanning City] in Richtung [Nanning International Parcel Processing Center], nächster Halt [Nanning Terminal].
09.03.20 11:57[南宁市]到达【南宁航站】[Nanning City] an [Nanning Terminal]
09.03.20 14:09[南宁市]离开【南宁航站】,下一站【北京航站】Abflug [Nanning City], nächster Halt [Terminal Peking]
10.03.20 15:48[北京市]离开【北京航站】,下一站【北京国际邮件转运部】(经转)Abflug [Peking], nächster Halt [Internationale Postweiterleitungsabteilung Peking] (Transit)
10.03.20 16:42[北京市]到达【北京国际邮件转运部】(经转)[Peking] Ankunft [Internationale Postnachsendeabteilung Peking] (via)
10.03.20 18:05[北京市]离开【北京国际邮件转运部】,下一站【北京国际邮件处理中心】(经转)[Peking] Abreise [Beijing International Mail Forwarding Department], nächster Halt [Beijing International Mail Processing Center] (Transit)
10.03.20 18:40[北京市]到达【北京国际邮件处理中心】(经转)[Peking] Ankunft [Internationales Postverarbeitungszentrum Peking] (Transit)
11.03.20 08:57[北京市]【北京国际邮件处理中心】已出口直封[Beijing][Beijing International Mail Processing Center] wurde direkt exportiert
11.03.20 18:26[北京市]离开【北京国际邮件处理中心】,下一站【北京国际邮件交换站】(经转)Abflug [Peking] vom [Beijing International Mail Processing Center], nächster Halt [Beijing International Mail Exchange] (Transit)
11.03.20 20:29[北京市]到达【北京国际邮件交换站】(经转)[Peking] an [Internationaler Postaustausch Peking] (via)
11.03.20 20:40[北京市]离开【北京国际邮件交换站】,下一站【北京国际邮件交换站】(经转)[Beijing] Abreise [Beijing International Mail Exchange], nächster Halt [Beijing International Mail Exchange] (Transit)
11.03.20 20:42[北京市]到达【北京国际邮件交换站】(经转)[Peking] an [Internationaler Postaustausch Peking] (via)
03.04.20 18:17[北京市]已交航空公司运输[Peking] ist den Fluggesellschaften zum Transport übergeben worden
17.04.20 15:28离开【重庆团结村中心站,中国】Verlassen [Hauptbahnhof des Dorfes der Einheit von Chongqing, China]
20.04.20 15:57离开【新疆阿拉山口,中国】Verlassen [Alashankou, Xinjiang, China]
22.04.20 17:49Arrive at destination countryAnkunft im Zielland
07.05.20 23:08[苏黎世]已到达寄达地[Zürich] ist am Lieferort eingetroffen.
07.05.20 23:09[苏黎世]发送到境外海关部门[Zürich] an die Zollbehörden im Ausland
07.05.20 23:09[苏黎世]送交境外进口海关[Zürich] zum ausländischen Einfuhrzoll
11.05.20 07:28[瑞士联邦]已到达【瑞士联邦】投递局[Schweizerische Eidgenossenschaft] ist bei der Auslieferungsstelle [Schweizerische Eidgenossenschaft] eingetroffen.
11.05.20 12:37[瑞士联邦]【瑞士联邦】已签收[Schweizerische Eidgenossenschaft] [Schweizerische Eidgenossenschaft] hat unterzeichnet.
Das Reiseprogramm meines Päckchens

In 80 Tagen um die (halbe) WeltEnde gut alles gut?
Jules Verne hat es vor 150 Jahren zwar in der gleichen Zeit um die GANZE Welt geschafft, dafür war mein Extruder am „Hauptbahnhof des Dorfes der Einheit von Chongqing“ und am Schluss hat sogar noch die „Schweizerische Eidgenossenschaft“ unterzeichnet!
Ich habe mir übrigens nie Sorgen gemacht, dass garnichts hier ankommt und ich das Geld verliere. AliExpress hat bisher immer einen sehr guten Service geboten. Ein paar mitbestellte Düsen fehlten zwar, aber der neue Extruder passt und funktioniert einwandfrei.

Und die nächsten Teile? Solange die Welt wegen Corona die Luft anhält, suche ich vielleicht besser einen Lieferanten in der Nähe…

ABS – Die Blockade lösen ?

Keine Liebe auf den ersten Blick, ganz sicher nicht.
Schon dieser Name! ABS ist nicht etwa ein 3D-Anti-Blockier-System, sondern Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer. Bei diesem Kunststoff ist nicht nur der Name kompliziert.
Angeblich ist ABS das zweitbeliebteste 3D-Druckmaterial im privaten Bereich.
Klar – die Nr. 1 ist der Kunststoff PLA, die Polymilchsäure, und das ist auch kein Wunder: PLA ist ungiftig, geruchlos, gutmütig beim Drucken, preiswert und so weiter. Warum sollte man je ein anderes Material drucken? Und wenn schon, warum dann ABS?

Meine Erfahrungen mit ABS waren ernüchternd.
Das Material ist echt eine Diva. Schön heiss muss es sein, sauber und bitte keine Zugluft. Und anstatt beim Drucken gut an der 90° warmen Bodenplatte zu kleben und sich danach leicht abzulösen, ist es leider genau umgekehrt: Mal haftet das ABS garnicht oder löst sich beim Drucken irgendwann ab. Oder aber es haftet so gut am Druckbett, dass beim Trennen wahlweise das Objekt oder das Druckbett zerstört wird. ABS stinkt ausserdem beim Drucken und schrumpft beim Erkalten, und weil es so spröde ist, gibt es ständig Sprünge. Original Lego-Steine sind zwar auch aus ABS, aber mein ABS-Lego-Klon ist unbrauchbar (siehe Titelfoto). Kurz – ohne wichtigen Grund wollte ich das Material nicht mehr anfassen.

Das gute PLA hat leider auch ein paar Nachteile.
Es ist ja umweltfreundlich, sogar biologisch abbaubar, eigentlich super. Aber das heisst leider auch, dass es draussen in der Natur schnell an seine Grenzen kommt.

Befestigung aus PLA im Einsatz. Da sieht sie noch gut aus.

Mein Projekt: Befestigungen für die Regenrinne.
Ich hatte für die Montage einer Regenrinne Befestigungen entworfen und gedruckt, weil die Teile aus dem Baumarkt zu kurz waren. Nach einem Jahr bei Wind und Wetter sahen sie aber ziemlich traurig aus:

Leider nicht sehr witterungsbeständig

Sonne, Feuchtigkeit und Frost haben die Schichten gesprengt. Nun ja, ABS ist halt doch stabiler und temperaturbeständiger. Zeit für einen neuen Anlauf mit dem ungeliebten ABS. Ich nutzte die Gelegenheit, um auch das Design anzupassen (mit TinkerCAD):

Die Lage beim Drucken macht den Unterschied.
Es ist schon so: Die Schwachstelle beim schichtweisen 3D-Drucken – egal welches Material – ist die Haftung der Schichten aufeinander. Ich habe die neuen Halter beim Drucken jetzt quasi auf den Kopf gestellt, so dass die Regenrinne dann weniger an den Schichten „zieht“.
Nach ein paar Versuchen klappte es: 245 °C Drucktemperatur, Drucker unter die Wärmehaube und am Schluss schnell die Teile ablösen, damit es beim Erkalten nicht schon wieder Risse gibt (siehe unten). Die Dreieckslöcher sollen auch Spannungen vermindern.

Neues Design – neues Material – schräge Schichten

Nun folgt der Praxistest.
Ich hoffe, die Montageteile halten jetzt für eine lange Zeit. Noch besser für den Ausseneinsatz und auch besser zu drucken soll aber das Material PETG sein, ein Verwandter vom Flaschen-PET. Das werde ich bald einmal ausprobieren; die erste Rolle liegt schon bereit. Und wenn es gut kommt, ist Schluss mit ABS!

Meine Pyramide für die ganze Welt!

Kürzlich habe ich endlich mein erstes Objekt bei Thingiverse hochgeladen. Jetzt kann es die ganze Welt drucken! Zumindest der Teil der Welt mit einem 3D-Drucker…

Aber ganz von vorne: In den 80er Jahren waren kleine 3D-Puzzle aus Holz populär – wenige Teile, aber doch knifflig. Ich habe damals einen Tetraeder aus fünf Teilen entworfen und ein paar Prototypen aus Holz gesägt. Heute weiss ich nicht mehr, woher ich damals die Geduld hatte. Eines dieser Einzelstücke existiert noch:

Der Prototyp aus Holz von Anno 1985

Da die einzelnen Puzzleteile wiederum nur aus Tetraedern und Oktaedern aufgebaut sind, wollte ich dieses Puzzle als 3D-Modell und in Kunststsoff wiederauferstehen lassen. So startete ich mein erstes OpenSCAD-Projekt. OpenSCAD ist eine freie CAD Software, mit der sich 3D-Objekte in Textform beschreiben lassen. Ich habe seit Jahrzehnten nicht mehr programmiert, und war gespannt, was mich erwartet. Na, ja – die Lernkurve war nicht so steil wie erhofft, und ich war froh, dass ich mir nichts (noch) Komplizierteres vorgenommen habe.

Das Kniffligste war, die Teile an bestimmten Stellen etwas dünner zu machen, damit sie beim Puzzlen nicht klemmen. Denn beim 3D-Drucken mit Schmelzschichtung (also die gängige Technik im Hobbybereich) werden die Objekte immer minimal grösser als vorgegeben, weil der Kunststoff etwas verläuft. Aber zu locker sollen die Teile ja auch nicht sein.
Das fertige Programm habe ich dann mit verschiedenen Materialien ausprobiert. Noch ein paar Fotos, dann war ich bereit für Thingiverse!
Thingiverse („Das Universum der Dinge“) ist der grösste Marktplatz, auf dem die 3D-Szene ihre frei verfügbaren Modelle austauscht. So wie bei YouTube findet sich auch dort richtig Geniales und totaler Schrott dicht beieinander.

Nun ist meine Pyramide also veröffentlicht – und es dauerte tatsächlich nur ein paar Minuten, bis die erste Rückmeldung kam. Allerdings hat bis heute noch niemand ein Foto seines 3D-Drucks von meiner Pyramide hochgeladen. Ich frage mich ständig, ob wohl jetzt gerade jemand in Japan oder Chile versucht, das Puzzle zu lösen? Warum nicht! Und hier ist das „Ding“: https://www.thingiverse.com/thing:3930116

Die Sache mit den Masken

Es wird ja viel über Masken diskutiert zur Zeit – ob es genug gibt und ob selbstgebastelte Masken überhaupt etwas nützen. Ich habe mich bei Thingiverse (3D-Modellsammlung) etwas umgeschaut und drei Schwerpunkte entdeckt:

1. Ganze Schutzmasken drucken

Diese Vorlagen kommen meist aus Ländern, in denen es auch im medizinischen Bereich einen massiven Mangel an Schutzausrüstung gibt. Ich habe mich an einem Modell aus Spanien versucht: https://www.thingiverse.com/thing:4225667
In diesem Modell steckt schon ziemlich viel und professionelle Entwicklungsarbeit. Die drei Teile sind in zwei Stunden gedruckt und passen mit wenig abschleifen gut zusammen. Nur – wer möchte schon so einkaufen gehen jetzt ?? Ausserdem muss der Rand noch abgerundet werden, sonst schneidet die Maske doch ziemlich ein. Als Filtermaterial habe ich ein Vlies genommen, dass bei Staubsaugerbeuteln mitgeliefert wird.

Dass die Gummis etwas zu kurz sind, hilft auch nicht wirklich.

2. Clipse und Adapter

Statt ganze Stoffmasken selbst zu nähen, kann vorhandenes Material wie ein Papiernastuch mit wenig Aufwand zu einer Maske umgebaut werden. Diese Modelle sind eher experimentell. Mein erster Versuch (mit Nasenbügel) lässt noch viel Luft nach oben (im übertragenen und im Wortsinn), aber die Clipse sind wirklich super: https://www.thingiverse.com/thing:4250875

Maske für 5 Rappen – das Beste sind aber die kleinen Clipse.

3. Hygienemasken verbessern

Wer jetzt täglich eine Maske tragen muss, hat ein ganz anderes Probem: Sie ziehen an den Ohren. Hier gibt es ganz viel Abhilfen aus der 3D-Community. Das abgebildete Modell wird weltweit gefeiert. Es hilft zwar nicht bei Maskenknappheit, aber bei roten Ohren! Es druckt sich kinderleicht – ich habe es ausser mit PLA auch mit ABS gedruckt, das wird dann etwas elastischer.

Fazit: Masken drucken ist lustiger als Masken tragen

https://www.thingiverse.com/thing:4249113

Viren drucken !

Und plötzlich war alles anders – nur wegen eines unglaublich winzigen Viruses! Um diesen Coronavirus besser zu BEGREIFEN, musste ich unbedingt einen drucken. Ein schönes Modell fand ich bei Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:4166787. Zuerst habe ich es in zwei Teilen gedruckt, damit es gut haftet und nicht so viele Stützen braucht. Es klappte auf Anhieb ganz gut.

Die Druckdatei in CURA zeigt die Stützen
Im wirklichen Leben ist das Virion 500’000 x kleiner.

Kurz darauf wurde das Modell überarbeitet – und jetzt wollte ich es wissen: Kann ich dieses Modell auch in einem Stück drucken? Es war nicht ganz einfach, aber im 2. Anlauf hat es geklappt. Aber es brauchte wirklich eine Menge Stützen! Damit diese beim Drucken nicht umkippen, habe ich sie mit einem „Brim“ auf der Druckplatte fixiert.

Das Abbrechen der Stützen war dann noch recht mühsam.

Der 3D-Blog – immer frisch aus der 3D Werkstatt von Adrian Selinger

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