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Die 3 besten 3D Drucker für Architekten (Stand: 2020)

Da der herkömmliche Architekturmodellbau sehr zeitaufwendig ist, versuchen einige Architekten inzwischen ihr Glück mit dem 3D-Druck, der auch Kosten spart.

Sowohl für Privatanwender als auch für Firmen existieren mittlerweile unterschiedlichste Geräte.

Allerdings lässt sich die Technik noch nicht so einfach handhaben wie beim 2D-Drucker. Der 3D-Druck ist deutlich komplexer als der 2D-Druck und nicht immer tun die Geräte das, was sie sollen.

Es gibt jedoch ein paar Modelle wie den CraftBot Flow IDEX von CraftUnique, die auch in der Architektur gute Dienste leisten.

Hier erfährst Du, was einen guten 3D Drucker für den Architekturmodellbau ausmacht und was Du beachten solltest, wenn Du ein solches Gerät kaufen möchtest.

 

Was genau ist Architekturmodellbau?

Architekturmodellbau ist eine Form des herkömmlichen Modellbaus. Auch dieser wird mittlerweile häufig mithilfe des 3D-Drucks realisiert. Welche Geräte sich dafür am besten eignen, kannst Du in diesem Beitrag nachlesen.

Längst nicht jeder, der einen Architekten beauftragt, ist in der Lage einen Bauplan korrekt zu lesen. Daher erstellen Architekturbüros im Verlauf eines Projekts verschiedene Modelle, um ihren Kunden die Entwürfe auf anschauliche Weise zu präsentieren.

Bislang werden diese üblicherweise von Hand aus Materialien wie Schaumstoff, Karton, Gips, Kunststoffen, Holz oder Kork in einem aufwendigen Arbeitsprozess gefertigt. Das kostet nicht nur viel Zeit, auch die Detailgenauigkeit lässt zu wünschen übrig.

Nicht zuletzt deshalb gewinnt der 3D-Druck in diesem Bereich zunehmend an Bedeutung.

 

Welche Vorteile bietet der 3D-Druck im Architekturmodellbau?

Mit einem für Architekten geeigneten 3D-Printer kannst Du ganze Architekturmodelle oder einzelne komplexe Elemente deutlich schneller, präziser und flexibler erstellen als beim herkömmlichen Architekturmodellbau.

Der 3D-Druck ermöglicht die Darstellung komplizierter Geometrien, die Du mit den traditionellen Verfahren schwer oder gar nicht realisieren kannst. Bei entsprechender Konstruktion des Modells ist es möglich, einzelne Etagen auseinanderzunehmen, um die Anschaulichkeit zu maximieren und spezielle Bauwerksteile noch detaillierter zu präsentieren.

Der 3D-Druck ermöglicht es Dir, Deine Modelle sehr maßstabsgetreu zu erstellen. Die Abweichungen liegen bei 0,3 Prozent, zum Teil sogar darunter. Details kannst Du bei den meisten Druckverfahren mit einer Auflösung von bis hin zu 0,5 bis 1 Millimeter darstellen.

Da die 3D-Druck-Modelle bereits in sehr frühen Leistungsphasen verfügbar sind, kannst Du Deine Entwürfe von Beginn an beurteilen und optimieren. Das verhindert teure Planungsfehler. Zudem erleichtert die hohe Präzision Entscheidungs- und Abstimmungsprozesse.

Hast Du bereits ein 3D-Modell erstellt, beispielsweise für das 3D-Rendering, kannst Du dieses als Grundlage für den 3D-Druck nutzen. Damit steht Dir ohne zusätzlichen Zeitaufwand ein weiteres Tool zur Verfügung, um das von Dir konzipierte Objekt Kunden und Entscheidungsträgern besser begreiflich zu machen.

 

Was ist bei der Gerätewahl zu beachten?

Nur weil irgendwo steht „Bester 3D-Printer im Test“ muss sich dieses Modell nicht automatisch auch für den Einsatz im Architekturbüro eignen.

Achte daher bei der Auswahl darauf, dass das von Dir präferierte Gerät den benötigten Funktionsumfang besitzt und möglichst die Objekte drucken kann, die Du Dir vorstellst.

Also ist es zunächst wichtigt zu wissen, was Du drucken willst (Objektgröße, Detailgrad, Material, Farben, usw.).

Daraus ergeben sich passende 3D Druck Verfahren.

Dann ist sicher die Produkt- und Druckqualität der möglichen Kandidaten gefragt.

Dazu noch Plug and Play?

Und Hersteller Support wäre wahrscheinlich nicht schlecht.

Aus Ende hast Du dann hoffentlich Deinen – am besten geeigneten – Favoriten.

 

Anwendungsziel

Um den richtigen 3D Drucker für die Architektur zu finden, stelle Dir fragen wie:

  • Wie groß sollen meine Objekte werden?
  • In welchem Maßstab möchte ich meine Modelle drucken? (Übliche Maße sind 1:50 bis 1:1000?)
  • Welche Detailgenauigkeit sollen die Ausdrucke aufweisen?

 

Grundsätzlich sind für Architekturmodelle Geräte mit großen Druckvolumen vorteilhaft.

Zu große Objekte kannst Du aber auch über die Software aufteilen, drucken und anschließend wieder zusammensetzen, sodass ein kleineres Druckvolumen in aller Regel kein unlösbares Problem darstellt.

Um detailreiche Modelle drucken zu können, ist dagegen eine ausreichende/hohe Druckauflösung nützlich.

 

Für „grobe“ Architekturmodelle reichen oft FDM 3D Drucker.

 

Hier steht zudem (bei gleichem Preis) fast immer ein größeres Druckvolumen zur Verfügung als bei DLP-/SLA-Geräten. (Das erforderliche Kunstharz kostet auch mehr als das von FDM-Druckern verwendete Filament.)

Für komplexe Geometrien, die lösliche Stützstrukturen erfordern, sind FDM-3D-Drucker mit Dual Extruder verfügbar.

Hier solltest Du vielleicht Geräten den Vorrang geben, die das IDEX-Verfahren nutzen. Mit diesen kannst Du bei Bedarf auch Kleinserien fertigen. Im Grunde hast Du die doppelte Produktivität bei gleicher Investition und gleichem Platzbedarf.

Sind (kleine) Objekte dagegen richtig detailreich, sollte man (für erkennbare Details) das DLP– oder SLA-Verfahren nutzen, vielleicht ergänzend zum FDM-Druck. Siehe dazu auch noch mal der Beitrag zum Modellbau.

 

Natürlich spielt bei der Auswahl auch der Preis eine Rolle.

Consumer-FDM-Geräte sind für Privatanwender leicht finanzierbar, bieten aber vielleicht nicht alle Features, die Du für den Architekturmodellbau benötigst.

Modelle für Prosumer und Industrie schlagen mit einem höheren Preis zu Buche, punkten aber mit einem breiteren Funktionsumfang und einer besseren Druckqualität.

Prinzipiell haben Firmen mehr Möglichkeiten. Finanziell gesagt.

Für kleinere Unternehmen kommen am ehesten günstige Geräte aus dem Consumer-Bereich oder aus den unteren Preisklassen der Prosumer-Sparte infrage.

Größere Architekturbüros könnten aber auch in die Vollen gehen und einen Industrie-3D-Drucker für beispielsweise 100.000 Euro anschaffen.

Bei diesem Betrag wären auch andere 3D-Druck-Verfahren verfügbar.

Innerhalb einiger Unternehmen kommen beispielsweise MultiJet Modeling/PolyJet- oder SLS-Drucker für die Erstellung komplexer oder/und widerstandsfähiger Objekte zum Einsatz.

 

Material

Der Zugang zu einer großen Auswahl an unterschiedlichen Materialien kann erst mal interessant sein, also hinsichtlich der Optik (Farben und Texturen), der Festigkeit und der Kosten.

Für die meisten Anwendungen im Architekturbereich dürften PLA oder PLA mit Zusätzen (z. B. PLA-Compounds wie WoodFill) ausreichend sein.

Benötigst Du mehrfarbige Objekte?

Dies kann durch eine nachträgliche Kolorierung (in der zeitintensiven Nachbearbeitung) oder gleich über einen Mehrfarbdruck (z.B. via Dual Extruder Geräte) realisiert werden.

 

Grundsätzlich solltest Du darauf achten, dass Du einen Drucker wählst, mit dem Du die benötigten Materialien für Dein Anwendungsziel problemlos drucken kannst.

Vergleiche hierzu bei FDM-Geräten unbedingt die erreichbaren Temperaturen von Düse und Druckbett mit den erforderlichen Werten für die einzelnen Filamente.

Falls Du Dich für einen Dual Extruder entscheidest, hast Du beim (gleichzeitigen) Multimaterialdruck Vorteile.

Verschiedene Materialien erfordern halt unterschiedliche Temperatureinstellungen. Und durch die zwei unabhängigen Hotends hast Du mehr Möglichkeiten.

Und… Geräte, die ausschließlich proprietäre Druckmedien zulassen, sind eher hinderlich.

 

Qualität

Auch wenn die Produktdaten noch so zahlreich sind und einiges versprechen – am Ende zählen die Druckqualität, die Zuverlässigkeit und die Haltbarkeit des Gerätes. Fehldrucke kosten nicht nur wertvolle Zeit, sondern verursachen auch unnötige Materialkosten.

 

In welche Qualität ein Objekt aus dem Drucker kommt, hängt zum einen vom Gerät und der verwendeten Software, zum anderen aber auch von der Erfahrung des Users ab, also z.B. von der Qualität der Objektmodellierung und den gewählten Druckparametern und -einstellungen.

Insbesondere beim FDM-Druck hat die Software einen großen Einfluss auf die Druckqualität und den Zeitaufwand (ROI).

Da proprietäre Software oft nur eingeschränkte Features bietet, solltest Du beim Druckerkauf auf die Nutzbarkeit guter, externer Slicer-Software achten, z.B. Simplify3D oder Cura.

 

Wichtig für den möglichen Detailgrad ist die Druckauflösung.

Hierfür solltest Du einen Blick auf die minimale Strukturgröße auf der XY-Ebene (Schichtauflösung) und die minimale Schichtdicke in Z-Achsen-Richtung werfen. Letztere sollte Werte von maximal 100 Mikrometern aufweisen.

Die Qualität der Lager, Riemen und Schrittmotoren, die Art der Endschalter sowie die Starrheit des Rahmens haben z.B. einen Einfluss auf die XY-Genauigkeit des Druckkopfes.

Besonders präzise Druckergebnisse erhältst Du mit Komplettkonstruktionen aus Metall bzw. mit robusten Designs, da diese weniger Vibrationen verursachen.

Des Weiteren sind optische (anstatt mechanische) Endschalter genauer.

 

Sinnvoll sind austauschbare Düsen. Mit größeren Düsendurchmessern kannst Du schneller drucken, aber gröber, mit kleineren langsamer, aber feiner.

Planst Du einen Dual Extruder zu nutzen, kannst Du mit einem Gerät, welches das IDEX-Verfahren verwendet, Farbkontaminationen (Oozing) vermeiden.

 

Architekturbüros haben nicht unbedingt Zeit für „Trial and Error“ (Zeit = Geld). Zuverlässigkeit spielt daher wahrscheinlich eine größere Rolle bei der Auswahl eines Gerätes.

Gegen zeit- und kostenaufwendige Fehldrucke helfen Features wie ein Filamentsensor oder eine automatische Druckwiederaufnahme nach einem Stromausfall.

Gleiches gilt für eine gute Druckbettkalibrierung und -haftung.

Mit einem IDEX-3D-Printer kannst Du auch Ausfallzeiten verringern. Ist eine Düse z.B. verstopft, druckst Du einfach mit dem zweiten Druckkopf weiter.

Um Dir ein Bild von der Produktqualität zu machen, empfiehlt es sich, Nutzererfahrungen und Testergebnisse zurate zu ziehen. Für mehr Information kannst Du auch einen Blick in Schritt 2 des Ratgebers (Kaufberatung) werfen.

 

Einfachheit

Kaum etwas ist in Unternehmen so kostbar wie Zeit.

Deshalb möchtest Du Dich bestimmt nicht erst lange damit aufhalten, den 3D Printer zusammenzubauen und ein dickes Handbuch zu wälzen, bevor Du Dein erstes Architekturmodell druckst.

Vorteilhaft sind bedienungsfreundliche Plug-and-play-Geräte, mit denen Du einfach relativ rasch loslegen kannst.

Du solltest jedoch davon ausgehen, dass nur selten alles gleich perfekt läuft. Etwas Zeit musst Du in jedem Fall investieren.

Sinnvoll ist die Investition in einen 3D Drucker nur, wenn Du damit schneller vorankommst als mit herkömmlichen Architekturmodellbau-Verfahren.

 

Um Bedienungsfreundlichkeit sicherzustellen, solltest Du bei der Auswahl des Druckers (auch) folgende Punkte beachten:

  • Ist eine Anleitung vorhanden? Wenn ja: Ist sie verständlich (Sprache, Erklärung)? Gibt es eine FAQ für typische Probleme?
  • Welche Anschlüsse sind verfügbar? Ist das Gerät kabellos nutzbar?
  • Gibt es eine automatische Kalibrierung? Ist ein Filament- und Düsenwechsel einfach realisierbar?
  • Ist die Software/der Slicer intuitiv bedienbar?

 

Auch der nötigen Vor- und Nachbearbeitungszeit für Deine Modelle/Objekte solltest Du Beachtung schenken.

Eine lange Nachbearbeitung (bzw. eine Nachbearbeitung an sich) der gedruckten Objekte ist eher unvorteilhaft.

Je weniger zu tun ist (oder für den Druck zu wissen ist, s. Vorbereitung), desto besser.

Der FDM-Druck bietet diesbezüglich Vorteile gegenüber dem SLA-/DLP-Druck.

Dafür gestaltet er sich schwieriger hinsichtlich des Zusammenspiels aus Filament (Materialeigenschaften), Druckeinstellungen (Drucktemperatur, Druckgeschwindigkeit etc.) und Gerät (Objektkühlung, Vibrationen etc.).

 

Support

In Deutschland wird Garantie und Service erwartet und in aller Regel auch geboten.

Im Zusammenhang mit 3D Printern wäre ein guter Hersteller-Support bei Problemen ebenfalls wünschenswert und vorteilhaft.

Verlassen kannst Du Dich darauf aber nicht. Das gilt vor allem bei Produkten aus China.

Bei populären Modellen ist glücklicherweise oft Hilfe anderer User vorhanden.

Reparaturservices dafür gibt es hierzulande leider kaum.

 

Druckservice oder Druckerkauf?

Mit einem eigenen 3D Printer hast Du die Möglichkeit, Deine Modelle bequem selbst auszudrucken.

Es gibt genug Geräte, die den Anforderungen im Bereich Architektur gerecht werden.

Ist Dir Deine Zeit jedoch zu kostbar oder ist Dir der 3D-Druck zu umständlich, wäre Outsourcing über einen 3D-Druckservice eine praktische Alternative.

Das gilt insbesondere dann, wenn Du nur hin und wieder ein Architekturmodell in besonders guter Qualität benötigst, beispielsweise, wenn Du mit Deiner Arbeit einen Architektur-Preis gewinnen möchtest.

Du sendest Deine Daten zum jeweiligen Anbieter und bekommst das fertige Modell geliefert. Allerdings bist Du damit deutlich weniger flexibel und musst zum Teil mit Wartezeiten rechnen.

Je mehr und je häufiger Du druckst, desto eher lohnt sich ein eigener 3D Drucker für das Unternehmen.

 

Empfehlungen für das Architekturbüro

An dieser Stelle möchte ich Dir einige Geräte einschließlich ihrer wichtigsten Vor- und Nachteile vorstellen.

 

QIDI TECH X-max

 

CraftBot Flow IDEX

 

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Fazit

Mit dem 3D-Druck lassen sich präzise Architekturmodelle wie ein Städtebaumodell oder ein Gebäudemodell oft deutlich schneller, flexibler und kostengünstiger erstellen als mit herkömmlichen Architekturmodellbau-Verfahren.

Allerdings bietet der Einsatz eines 3D-Druckers nicht nur Vorteile.

Du benötigst natürlich Zeit für die Einarbeitung in den 3D-Druck.

Und die Geräte funktionieren auch heute noch nicht zu 100% zuverlässig. Der ein oder andere Fehldruck wird wohl auftreten.

Ob sich der Einsatz eines 3D-Printers in einem Architekturbüro überhaupt lohnt, richtet sich nach den individuellen Gegebenheiten.

Werden viele Modelle gedruckt, kann sich ein solches Gerät durchaus als nützlich erweisen. Druckst Du nur hin und wieder ein Architekturmodell, ist vielleicht Outsourcing die bessere Alternative.

 

Welches Gerät für Architekten kannst Du empfehlen?

Schreib es in die Kommentare!


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Kommentare

Alexander 16. November 2020 um 11:10

Hallo,
ihr habt den BCN3D Sigma D25* vergessen zu erwähnen. Der hat wie der oben vorgestellte 3D-Drucker „CraftBot Flow IDEX “ das System von zwei unabhängigen Extrudern (Druckdüsen). Die Ingeneure des Herstellers BCN3D haben das IDEX-System sogar entwickelt und als erstes auf den Markt gebracht. Weiterhin hat er einen sehr großen Bauraum, er druckt sehr präzise (Schichtauflösung: 0,05mm – 0,5mm, abhängig vom verwendeten Druckdüsendurchmesser) und zuverlässig. Cool sind auch die Funktionen Duplication-Modus mit denen man ein Objekt gleich 2x mit den beiden Druckdüsen gleichzeitig drucken kann, das spart Zeit, oder auch der Mirror-Modus, der druckt das Objekt gespiegelt, also wenn eine Lampe für die rechte Einfahrt nach links geneigt ist, kann man die gleiche Lampe für die linke Haushälft gespiegelt (also nach rechts geneigt) drucken oder z.B. einen linken und einen rechten Schuh.
Es gibt auch einen Filament-Run-Out-Sensor, der meldet, wenn das Filament zu Ende geht und den Druck rechtzeitig pausiert, so dass man nach dem Nachladen wieder weiterdrucken kann. Ich bin zwar selbst kein Architekt, besitze aber das Vorgängermodell, den BCN3D Sigmax R19 und habe damit schon viele Objekte mit komplexen Geometrien gedruckt (z.B. eine Murmelbahn, Raketen, Boote und sogar ein kleines Schloss). Ich finde daher, dass die BCN3D-Drucker sehr für Architekten geeignet sind. Bei einigen Händlern (z.B. http://www.3d-iq.de oder http://www.igo3d.de) kann man sich beraten lassen und die machen einem auch mal einen Probedruck auf dem Drucker, wenn man eine Druckdatei hat und wissen will, ob und wie gut das gewünschte Druckobjekt auf dem BCN3D Sigma funktioniert.

Antworten

Christian 17. November 2020 um 10:30

Hey Voxel,

danke für Deine Empfehlung!

Gruß,

Christian

Antworten

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