3D Drucker Druckbett Nivellierung | Manuell & Automatisch

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Die Druckbett Nivellierung zählt zu den wichtigsten Dingen im 3D Druck. Ohne ein richtig nivelliertes Druckbett entstehen Druckfehler und Frustration. Besonders die manuelle Druckbett Nivellierung ist für Anfänger oft etwas einschüchternd. 

Um dir diese Frustration zu sparen, lernst du in diesem Artikel Schritt-für-Schritt wie du deinen 3D Drucker manuell nivellieren kannst und welche Optionen du für eine automatische Nivellierung hast. Vorab ein kleiner Überblick.

Wozu das Druckbett Nivellieren?

Die Druckbett Nivellierung dient im 3D Druck dazu eine gleichmäßige erste Schicht sicherzustellen. Dabei wird die Entfernung von Nozzle zum Druckbett an mehreren Stellen so justiert, dass ihr Abstand überall gleich ist. Ein gut nivelliertes Druckbett verhindert eine ganze Reihe von Druckfehlern.

Im Prinzip teilt sich die Druckbett Nivellierung in zwei verschiedene Teile auf:

• Die Neigung des Druckbetts
• Der Abstand zwischen Nozzle (Druckdüse) und Druckbett

Das Einstellen der Neigung des Druckbetts ist die eigentliche Nivellierung. Den Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett einzustellen, auch Z-Offset genannt, ist im Prinzip etwas anderes, wird aber bei der Druckbett Nivellierung gleichzeitig erledigt. Daher wird in diesem Artikel zwischen diesen beiden Dingen nicht groß unterschieden. 

Wenn der Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett nicht überall gleich ist, werden die ersten Schichten des Objekts nicht gleichmäßig gedruckt. 

Die Neigung des Druckbetts muss also so eingestellt werden, dass das Druckbett so parallel wie möglich zu der Fläche ist die die Nozzle beschreibt wenn sie sich auf der XY-Ebene bewegt. 

An Stellen wo der Abstand zwischen Nozzle und Druckbett zu groß ist, wird das Filament quasi nur auf das Druckbett gelegt und nicht von der Nozzle darauf gedrückt. Dadurch kann das Filament keine gute Verbindung mit dem Druckbett eingehen und löst sich schnell. Warping oder eine generell schlechte Druckbett Haftung wären die Folgen. 

Wenn der Abstand zu klein ist, wird die erste Schicht viel zu dünn und das Filament wird von der Nozzle nach außen gedrückt. Dabei entsteht eine unschöne erste Schicht und überschüssiges Material kann sich an der Nozzle sammeln. 

Wann das Druckbett Nivellieren?

Ein Druckbett sollte in regelmäßigen Abständen nivelliert werden und spätestens dann wenn Warping, eine schlechte Druckbett Haftung oder sonstige Druckfehler entstehen. Bei vielen Druckfehlern ist die Druckbett Nivellierung der erste Lösungsansatz. 

Die Häufigkeit mit der du dein Druckbett nivellieren solltest richtet sich im Prinzip daran, wie stabil die Druckplatte deines 3D Druckers gelagert ist und wie du mit dem Druckbett umgehst. 

Ich habe schon 3D Drucker getestet die ein so stabiles Druckbett haben, dass ich hunderte Arbeitsstunden mit nur einer einzigen Druckbett Nivellierung ausgekommen bin. Andere 3D Drucker benötigen jedoch nach 5 oder 10 Drucken eine neue Nivellierung, da sich die Federn etwas verändert haben oder beim Entfernen des Objekts von der Druckplatte sich etwas bewegt hat. 

Spätestens wenn du Druckfehler oder eine schlechte Druckbett Haftung bemerkst, solltest du das Druckbett neu nivellieren (und die damit verbundene Einstellung des Abstands oder des Z-Offsets). 

Druckbett Reinigen vor der Druckbett Nivellierung

Für eine gute Druckbett Nivellierung ist ein sauberes Druckbett eine Voraussetzung. Wenn sich Fremdkörper wie Filament Reste auf der Druckplatte befinden, verändert dies den Abstand zwischen Druckbett und Nozzle. Das Druckbett kann dann nicht korrekt nivelliert werden.

Für die Druckbett Oberfläche gilt, dass auf ihr keinerlei fremde Substanzen vorhanden sein sollten. Dazu gehören nicht nur Filament Reste oder Staub, sondern auch Fett von deinem Fingern oder alte Klebereste. Wenn dir die Druckbett Haftung egal ist und es dir nur um die Nivellierung geht, kannst du dich auch nur darauf konzentrieren größere Fremdkörper von deinem Druckbett zu entfernen. Alles was den Abstand zwischen Nozzle und Druckbett beeinflussen kann muss entfernt werden. 

Falls du mit Klebern arbeitest, solltest du das Druckbett häufiger reinigen (falls du einen guten Klebestift suchst, kann ich dir übrigens Magigoo wärmstens empfehlen!). 

Wenn du eine sehr gut haftende Druckbett Oberfläche hast, reicht es meistens aus grobe Filamente Rest zu entfernen und die Oberfläche staubfrei zu halten. Wenn du es dann noch vermeidest das Druckbett mit bloßen Fingern anzufassen, sollte einer guten Druckbett Nivellierung und einer guten Druckbett Haftung nichts im Wege stehen. 

Für die regelmäßige Druckbett Reinigung brauchst du neben einem Spachtel nur warmes Wasser und Spüli. Wenn du einen fest montiertes Druckbett hast, ist Wasser und Spüli manchmal etwas unpraktisch. Dann ist Isopropylalkohol* praktischer, da es sich von selbst verflüchtigt.

Sei beim Reinigen des Druckbetts aber vorsichtig mit Spachteln oder Messern, da Kratzer oder Dellen im Druckbett genauso schlecht für die Druckbett Nivellierung oder die Haftung sein können wie Fremdkörper. 

Nozzle Reinigen vor der Druckbett Nivellierung

Vor der Druckbett Nivellierung muss die Nozzle frei von Filament Resten sein. Filament Reste verändern den Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett. Dadurch wird der Abstand zu groß eingestellt, was zu einem schlecht nivellierten Druckbett und einer schlechten Druckbett Haftung führt. 

Bei den meisten 3D Druckern hängt am Ende des Drucks noch ein bisschen Filament aus der Nozzle. Wenn sich dieses Stück Filament abgekühlt und verfestigt hat, ist es unmöglich das Druckbett gut zu nivellieren.

Die einfachste und auch die von mir favorisierte Methode ist die noch heiße Nozzle mit einem Papiertuch sauber zu putzen und das Filament ein paar Millimeter herauszuziehen, damit es nicht noch einmal austreten kann. 

Sei jedoch vorsichtig mit deinen Fingern, da es keinen Spaß macht eine 200 °C heiße Nozzle anzufassen! Wenn deine Reflexe gut genug sind, passiert dir nicht viel bis auf eine kleine Brandwunde die nach einer Stunde weg ist. Ansonsten solltest du dich mit geeigneten Handschuhen schützen.

Bei hartnäckigen, eingebrannten Filament Überresten hilft manchmal ein Papiertuch nicht weiter. Für solche Fälle gibt es spezielle Drahtbürsten (mit dieser habe ich gute Erfahrungen gemacht*). Sei mit diesen Bürsten aber vorsichtig, da sie bei zu starker Verwendung zum Abrieb der Nozzle führen könnten. 

Auch wenn deine Nozzle nicht komplett verstopft sein sollte, können Filament Reste aus dem Inneren nach außen ragen und die Druckbett Nivellierung negativ beeinflussen. Falls du diese Reste mit einem Papiertuch oder einer Drahtbürste nicht weg bekommst, können dir Nozzle Reinigungssets weiterhelfen (mein Favorit*). In solchen Sets sind dünne Nadeln enthalten mit denen du vorsichtig die eingebrannten Filament Reste im Inneren der Nozzle lösen kannst. 

Falls dir sowas häufiger passiert, ist es ratsam regelmäßig Reinigungsfilament zu verwenden um die Nozzle sauber zu halten (das hier ist perfekt wenn du sonst 1,75 mm Filament verwendest*). Diese Filamente werden nicht zum Drucken verwendet sondern extrudiert um Überreste von altem Material in der Nozzle herauszubekommen. 

Wenn du mehr über die Reinigung von 3D Drucker Düsen erfahren möchtest, kannst du gerne in diesen Artikel reinschauen: Verstopfte 3D-Drucker Nozzle Reinigen | Nadel, Aceton & Co.

Manuelle Druckbett Nivellierung

Für viele ist die manuelle Druckbett Nivellierung ein Graus. Das muss sie aber gar nicht sein! Sobald du das Prinzip einmal verstanden hast, ist eine gute Druckbett Nivellierung in wenigen Minuten erledigt.

Zugegeben, bei mir hat es am Anfang auch etwas gedauert bis ich das Prinzip verstanden habe, aber damals gab es noch keine guten Tutorials und die Anleitungen der Hersteller waren entweder nicht vorhanden oder extrem grob. 

Daher erfährst du in der nächsten Zeilen wie du deinen Druckbett mit der Papiermethode einfach nivellierst, wie du die Nivellierung testen kannst und was für selbstgedruckte Tools du verwenden kannst um dir die Sache noch einfacher zu machen. 

Die Papiermethode für die Druckbett Nivellierung

Bei der Papiermethode wird der Abstand zwischen Nozzle und Druckbett mit einem Stück Papier justiert. Der Abstand ist richtig eingestellt, wenn ein 0,1 mm dickes Papier mit etwas Reibung zwischen Nozzle und Druckbett bewegt werden kann. Diese Methode ist ein weit verbreiteter Standard.

Das Nivellieren mit der Papiermethode ist so weit verbreitet, dass viele 3D Drucker Hersteller ein passendes Stück Papier oder eine Kunststoffkarte mit der richtigen Dicke mit ihren 3D Druckern ausliefern. 

Dabei ist das Prinzip immer gleich: du stellst den Abstand zwischen Nozzle und Druckbett an mehreren Stellen des Druckbetts so ein, dass du das Papier mit etwas Reibung hin und her bewegen kannst. Wenn du zu wenig Reibung spürst, ist der Abstand zu hoch, wenn du das Papier kaum bewegen kannst, ist die Nozzle zu nah am Druckbett. 

Das hört sich alles etwas schwammig an, da ist das auch ist. Leider ist dies mit etwas Übung verbunden, die Fehler Toleranz ist aber nicht allzu groß. Wenn du diese Methode zwei bis dreimal angewendet hast, bekommst du ein Gefühl dafür wie stark die Reibung sein muss. 

Das geniale an der Methode ist, dass du es mit einem Standardpapier durchführen kannst. Die meisten Papiersorten haben eine Dicke von 0,1 mm, was genau richtig ist für die Papiermethode. 

Schritt-für-Schritt Druckbett Nivellierung

Schritt 1: Druckbett nach unten drehen 

(Dieser Schritt ist nur für die erste Nivellierung nach der Montage des Druckers oder nach einem starken Crash notwendig.)

Damit die Nozzle nicht versehentlich in das Druckbett hineinfahren kann, solltest du das Druckbett etwas nach unten schrauben. 

Falls du dein Druckbett nur zwischendurch einmal neu nivellieren möchtest, kannst du diesen Schritt überspringen, da der Z-Offset grob stimmen sollte. 

Schritt 2: Z-Home anfahren

Um den Druckkopf in seine Z0-Position zu fahren, kannst du über das Menü die Z-Home Position anfahren. Auf dieser Höhe sollte der Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett eingestellt werden. 

Schritt 3: Schrittmotoren deaktivieren

Damit du den Druckkopf und das Druckbett frei bewegen kannst, musst du über das Menü des 3D Druckers die Schrittmotoren deaktivieren. Ansonsten könntest du keins von beiden ohne weiteres bewegen. 

Schritt 4: Abstand zwischen Nozzle und Druckbett justieren (Papiermethode)

Dieser Schritt ist der wichtigste von allen. In diesem Schritt stellst du den Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett an mehreren Stellen auf dem Druckbett ein. 

Stelle den Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett an den 4 Ecken so ein, dass du das Stück Papier mit etwas Reibung zwischen der Nozzle und dem Druckbett bewegen kannst. 

Wenn du das Druckbett das erste Mal nivellierst und Schritt 1 durchgeführt hast, wirst du die 4 Ecken mehrfach einstellen müssen. 

Nachdem du die 4 Ecken richtig eingestellt hast, überprüfst du das Ergebnis in der Mitte und ggf. an den 4 Ecken noch einmal. 

Tipp zur Reibung: Sobald die Nozzle das Papier berührt, fängt der richtige Bereich der Reibung an. Ab dem Zeitpunkt wo das Papier Wellen wirft wenn du es vorwärts unter die Nozzle schiebst, endet der richtige Bereich der Reibung und der Abstand wird zu klein.
Wichtig ist, dass du die Reibung überall gleich einstellst. Wie stark die Reibung tatsächlich sein muss, wirst du an deinen Tests merken (mehr dazu später). 

Schritt 5: Nivellierung überprüfen 

Auch wenn du das Ergebnis an allen 4 Ecken und in der Mitte schon mehrfach geprüft hast, macht es Sinn es durch einen geeigneten Testdruck zu überprüfen. 

Testdrucke um die Druckbett Nivellierung zu Prüfen

Um die Druckbett Nivellierung zu prüfen, kann ein Testdruck durchgeführt werden. Dafür werden an bestimmten Punkten des Druckbetts Quadrate aus einer Schicht gedruckt. Die Dicke der Schicht, der Abstand und die Haftung der Drucklinien sind ein Indikator für Qualität der Nivellierung.

Ein sicheres Anzeichen dafür, dass der Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett zu groß ist, ist wenn die Drucklinien sich teilweise nicht berühren oder sich sogar vom Druckbett lösen. Wenn der Abstand zu klein ist, schiebt die Nozzle das Material vor sich her, die Schicht wird zu dünn und in extremen Fällen wird gar kein Filament austreten. 

Es gibt viele Varianten dieser Testdrucke für die Druckbett Nivellierung. Es gibt zahlreiche Objekte dafür auf Thingiverse. Ich selber verwende gerne das Calibration Shapes Plugin in Cura dafür. In dem Plugin gibt es nicht nur Temperatur Türme, Kalibrierwürfel oder einen Retraction Test, es gibt auch einen sehr guten Test für die Druckbett Nivellierung. 

All diese Tests drucken an bestimmten Stellen des Druckbetts ein Quadrat aus einer Schicht. Ich habe den Testdruck aus dem Cura Plugin verwendet und es auf meinem Ender 2 Pro gedruckt. Vorher habe ich das Druckbett absichtlich verstellt, um das Ergebnis einer zu nahen und zu weit entfernten Nozzle zu demonstrieren. 

Der Testdruck beinhaltet 9 Quadrate die jeweils miteinander durch Linien verbunden sind. Mit der schlechten Nivellierung waren 3 der neun Quadrate gut und der Rest entweder zu nah oder zu weit entfernt. 

Nachdem ich die manuelle druckbett Nivellierung nach den oben beschriebenen Schritten durchgeführt hatte, konnte ich die das druckbett so genau nivellieren, dass alle Quadrate die gleiche Schichtdicke hatten. Dies habe ich mit einem Messschieber nachgemessen. 

Wie du siehst kann die Papiermethode sehr effektiv das Druckbett nivellieren. Wenn du es mit einer anderen Methode probieren möchtest, sind vielleicht die folgenden Tools interessant für dich.

Tools für die Druckbett Nivellierung

Es gibt viele kauf- und druckbare Werkzeuge für die Druckbett Nivellierung. Jedes dieser Werkzeuge misst auf die eine oder andere Weise den Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett, oder zwischen einem anderen Referenzpunkt auf der X-Achse zum Druckbett. Sie sind hauptsächlich dazu gedacht wird die Arbeit der Nivellierung zu erleichtern und die Genauigkeit zu erhöhen.

Druckbett Nivellier Tool von Ukansan 

Dieses Nivellier Tool ist ein cleveres Design das über die Hebelwirkung kleinste Veränderungen des Abstands zwischen der Nozzle und dem Druckbett anzeigt (Link). Du kannst dieses Tool selber drucken, benötigst dazu aber noch ein Gummiband, eine passende Schraube und einen Stift zur Markierung. 

Druckbett Nivellier Tool von DESIGNS 31

Auch dieses Tool macht sich die Hebelwirkung zunutze und zeigt kleinste Strecken auf einer gut sichtbaren Skala an (Link). Das Werkzeug wird an der X-Achse befestigt und benötigt noch ein paar passende Schrauben und Muttern zur Montage. 

Fühlerlehre, Messschieber & Messuhr für die Druckbett Nivellierung

Wenn du den Abstand zwischen Druckkopf bzw. Nozzle und dem Druckbett etwas professioneller messen möchtest, kannst du dies mit einer Fühlerlehre*, einem Messschieber* oder einer Messuhr* tun. 

All diese Messmittel sind dafür geeignet kleinste Strecken reproduzierbar und verlässlich anzuzeigen. Im Falle der Fühlerlehre ersetzt eine 0,1 mm dicke Fühlerlehre quasi das Papier. 

Menü-Unterstützte Druckbett Nivellierung

Bei vielen modernen 3D Druckern wird die Druckbett Nivellierung durch den 3D Drucker unterstützt. Dies ist zwar keine automatische Druckbett Nivellierung (mehr dazu weiter unten im Artikel), hilft dir aber bei der Nivellierung und kann dir viel Zeit sparen und das Ergebnis verbessern. 

Meistens äußert sich diese Unterstützung darin, dass der Druckkopf automatisch verschiedene Stellen auf dem Druckbett anfährt. Das Menü sagt dir dann wann du mit der Papiermethode den Abstand einstellen sollst. Wenn du fertig bist, fährt er eigenständig zum nächsten Punkt, bis die Nivellierung abgeschlossen ist. 

Du sparst dir dadurch die Deaktivierung der Schrittmotoren und das manuelle Bewegen des Druckkopfes. Außerdem erhältst du reproduzierbare Ergebnisse, da der Druckkopf immer an dieselben Stellen fährt. Das hört sich jetzt zwar nicht allzu berauschend an, ist aber in meinen Augen ein komfortables Feature. 

Druckbett Drehschrauben und Federn Ersetzen

Low-Budget 3D Drucker haben leider manchmal sehr kleine und schwergängige Drehschrauben für das Druckbett. Die Druckbett Nivellierung damit durchzuführen ist manchmal schwierig und frustrierend. 

Da es bei der Druckbett Nivellierung auf Millimeter-Bruchteile ankommt, ist es wichtig, dass du mit den Drehschrauben den Abstand zwischen der Nozzle und dem Druckbett sehr fein einstellen kannst. Schwergängige, kleine Drehschrauben sind dafür sehr schlecht geeignet. 

Es gibt aber größere Drehschrauben die du nachkaufen kannst* oder du druckst dir selber welche. Für viele 3D Drucker Modelle gibt es auf Plattformen wie Thingiverse passende Modelle zum Download. 

Auch sind die Federn unter dem Druckbett manchmal von schlechter Qualität. Entweder verlieren sie auf Dauer ihre Spannkraft, wodurch die Nivellierung sich ständig verändert, oder sie sind einfach zu kurz. Auch dafür gibt es kaufbare Upgrades oder Silikon Dämpfer*. 

Automatische Druckbett Nivellierung

Wenn du dir den Aufwand der manuellen Druckbett Nivellierung sparen möchtest, kannst du dein Druckbett auch automatisch nivellieren lassen. 3D Drucker mit einer manuellen Druckbett Nivellierung lassen sich durch Nivellier-Sensoren aufrüsten. 

Es gibt aber auch 3D Drucker mit eingebauter automatischer Nivellierung. Egal ob Sensor oder direkt verbaut, am Ende hast du eine Druckbett Nivellierung auf Knopfdruck. 

Druckbett Nivellier-Sensoren

Viele Low-Budget und Einsteiger 3D Drucker lassen sich mit Nivellier Sensoren upgraden. Sie können dann entweder über den Slicer oder über ihr eigenes Menü eine automatische Druckbett Nivellierung ausführen. Es gibt einige solcher Sensoren, zu den beliebtesten zälen der BLTouch, CRTouch und der 3DTouch. 

Diese drei Sensoren sind sich äußerlich sehr ähnlich, unterscheiden sich aber teilweise stark in ihrer Sensorik. Was sie alle gemein haben ist, dass sie mit einem Sensor Stäbchen das Druckbett mechanisch ertasten. 

Dieses Stäbchen ist so gelagert, das es vorgeschoben werden kann und bei Kontakt schnell zurück in das Gehäuse schnappt und den Sensor auslöst. Dadurch kann der 3D Drucker quasi ertasten wo sich das Druckbett befindet. 

Beim BLTouch befindet sich im Inneren ein Hall-Sensor der das magnetische Ende des Tasters detektieren kann. Der Sensor ist sehr empfindlich und bietet daher eine hohe Genauigkeit. 

Der CRTouch besitzt hingegen einen Taster aus Metall und einen extrem genauen optischen Sensor im Inneren. Dadurch ist der CRTouch nicht nur stabiler, sondern auch etwas genauer als der BLTouch. Ich habe diese beiden Sensoren für die automatische Druckbett Nivellierung detailliert getestet und miteinander verglichen. Den Vergleich kannst du dir in diesem Artikel durchlesen: BL-Touch vs. CR-Touch | Vergleich & Genauigkeitstest

Die Montage dieser drei Sensoren ist im Prinzip identisch. Sie werden mit passenden Halterungen am Druckkopf angebracht und am Motherboard am Steckplatz für Z-Proben angeschlossen. 

Wenn du dir einen dieser Sensoren einzeln und nicht als Bundle kaufen solltest, solltest du dir unbedingt ein Verlängerungskabel dazu kaufen. Meistens sind die enthaltenen Kabel zu kurz. Eine Ausnahme dabei bildet der CRTouch – er ist perfekt auf Creality 3D Drucker abgestimmt und das Bundle enthält alles was du für die Montage brauchst. 

Unter diesen drei Sensoren hast du eine große Auswahl an kompatiblen 3D Druckern. Es gibt auch sehr viele DIY Halterungen die du dir auf Seiten wie Thingiverse herunterladen kannst. 

Wichtig ist bei der Montage, dass die Sensoren stabil angebracht sind und nicht wackeln können. Wie du dir bestimmt vorstellen kannst, ist es sehr wichtig dass der Sensor reproduzierbar die gleiche Stelle ertastet. Die von dir selbst gedruckte Halterung sollte daher mit passenden Schrauben fest an den Druckkopf montiert werden.

In diesem Artikel kannst du dir die Montage des BLTouch an einen Ender 3 V2 anschauen.

Die guten Ergebnisse dieser mechanischen Druckbett Sensoren haben dazu geführt, dass sie auch serienmäßig in vielen Mittelklasse 3D Druckern verbaut werden. Zum Beispiel sitzt im Bluer Plus ein 3DTouch, der auf Knopfdruck das Druckbett nivelliert. 

3D Drbende Qualität sind weitere Vorteile der automatischen Druckbett Nivellierung. Wenn du aber so wie ich schon sehr geübt bist ein Druckbett manuell zu nivellieren, werden diese Vorteile immer kleiner. Trotzdem bevorzuge ich immer noch einen 3D Drucker mit automatischer Nivellierung. 

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