BC-CS Academy #009 – Vom Modell zum Druck: Was macht eigentlich ein Slicer?

1. Was ist ein Slicer?

Ein Slicer ist eine Software, die ein digitales 3D-Modell in Anweisungen übersetzt, die ein 3D-Drucker verstehen und ausführen kann.

Typische Programme sind beispielsweise:

• Bambu Studio
• OrcaSlicer
• PrusaSlicer
• UltiMaker Cura

Der Name „Slicer“ kommt vom englischen Wort „slice“ – also Scheibe.

Und genau das macht die Software: Sie zerlegt das 3D-Modell virtuell in viele dünne, horizontale Schichten.

Aus einem dreidimensionalen Modell werden dadurch beispielsweise mehrere hundert einzelne Druckschichten, die der Drucker anschließend Schicht für Schicht von unten nach oben aufbaut.

2. Warum kann der Drucker nicht einfach die STL-Datei drucken?

Eine STL-Datei beschreibt im Wesentlichen nur die Geometrie bzw. Oberfläche eines Modells.

Der Drucker benötigt aber wesentlich mehr Informationen.

Er muss unter anderem wissen:

• Wohin sich der Druckkopf bewegen soll
• Wie schnell er sich bewegen soll
• Wo und wie viel Material extrudiert wird
• Welche Temperaturen verwendet werden
• Wann der Bauteillüfter eingeschaltet wird
• Wie dick die einzelnen Schichten werden
• Wie das Innere des Modells aufgebaut wird
• Wo Stützstrukturen benötigt werden
• Wann ein Filament- oder Werkzeugwechsel stattfinden soll

Diese Entscheidungen trifft – auf Basis deiner Einstellungen und des hinterlegten Druckerprofils – der Slicer.

Das Ergebnis ist normalerweise eine für den jeweiligen Drucker geeignete Druckdatei, häufig auf Basis von G-Code.

Vereinfacht gesagt:

3D-Modell → Slicer → Druckdatei → 3D-Drucker → fertiges Modell

Der Slicer ist also gewissermaßen der Übersetzer zwischen dem digitalen Modell und dem 3D-Drucker.

3. Das richtige Drucker- und Filamentprofil

Bevor gesliced werden kann, muss der Slicer wissen, für welchen Drucker und welches Material er die Druckdatei erstellen soll.

Dafür gibt es sogenannte Profile.

Ein Druckerprofil enthält beispielsweise Informationen über:

• Größe des Bauraums
• Düsendurchmesser
• mögliche Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
• Extruder bzw. Werkzeugköpfe
• weitere Eigenschaften des jeweiligen Druckers

Dazu kommt das Filamentprofil.

PLA, PETG, ABS, ASA oder TPU benötigen teilweise sehr unterschiedliche Einstellungen – beispielsweise bei Drucktemperatur, Heizbett, Kühlung oder Geschwindigkeit.

Viele moderne Slicer liefern bereits fertige Profile für zahlreiche Drucker und Materialien mit. Gerade Einsteiger müssen deshalb nicht sofort jede einzelne Einstellung selbst konfigurieren.

Tipp: Für die ersten Drucke sind die vorhandenen Standardprofile meistens ein sehr guter Ausgangspunkt.

4. Die Layerhöhe – Qualität gegen Geschwindigkeit

Eine der wichtigsten Einstellungen ist die Layerhöhe, also die Höhe der einzelnen gedruckten Schichten.

Typische Werte bei einer 0,4-mm-Düse sind beispielsweise:

• 0,28 mm – gröber und häufig schneller
• 0,20 mm – guter Allround-Wert
• 0,16 mm – feinere Oberfläche
• 0,12 mm – hohe Detailgenauigkeit
• 0,08 mm – sehr feine Details

Je kleiner die Layerhöhe, desto weniger deutlich können die einzelnen Schichten sichtbar sein und desto feiner lassen sich insbesondere Details in Z-Richtung darstellen.

Allerdings steigt dabei normalerweise auch die Anzahl der benötigten Schichten – und damit die Druckzeit.

Ein Modell muss also nicht automatisch mit der feinsten möglichen Einstellung gedruckt werden.

Für eine einfache Box kann eine größere Layerhöhe völlig ausreichend sein. Bei einer detaillierten Figur kann sich dagegen eine kleinere Layerhöhe lohnen.

5. Infill – was steckt im Inneren?

3D-Drucke müssen nicht vollständig massiv sein.

Stattdessen kann der Slicer das Innere eines Modells mit einer Füllstruktur – dem sogenannten Infill – versehen.

Dabei lässt sich einstellen, wie stark das Modell gefüllt werden soll.

Beispielsweise:

• 0 % – weitgehend hohl
• 10–15 % – für viele dekorative Modelle ausreichend
• 20–30 % – höhere Stabilität
• 50 % und mehr – für spezielle mechanische Anforderungen

Zusätzlich gibt es verschiedene Infill-Muster wie Grid, Gyroid oder Cubic.

Mehr Infill bedeutet allerdings nicht automatisch ein proportional stabileres Bauteil. Je nach Belastungsrichtung können beispielsweise zusätzliche Außenwände einen größeren Einfluss auf die Stabilität haben als einfach nur sehr viel Infill.

Deshalb gilt auch hier:

Mehr Material ist nicht automatisch besser.

6. Wände sowie obere und untere Schichten

Nicht nur das Infill bestimmt die Stabilität eines Modells.

Der Slicer legt ebenfalls fest, wie viele Wände bzw. Perimeter ein Bauteil erhält und wie stark die oberen und unteren geschlossenen Bereiche ausgeführt werden.

Gerade bei funktionalen Teilen können zusätzliche Wände einen großen Unterschied machen.

Bei dekorativen Modellen stehen dagegen häufig eher Oberfläche, Details und eine möglichst effiziente Druckzeit im Vordergrund.

Die optimalen Einstellungen hängen deshalb immer davon ab, wofür das gedruckte Teil später verwendet werden soll.

7. Supports – wenn die Schwerkraft zum Problem wird

Ein FDM-3D-Drucker kann Material nicht beliebig in die Luft drucken.

Besitzt ein Modell starke Überhänge oder Bereiche, unter denen sich keine ausreichende Struktur befindet, können Stützstrukturen – sogenannte Supports – notwendig werden.

Der Slicer erkennt solche Bereiche und kann dort automatisch Stützen erzeugen.

Diese werden zusammen mit dem Modell gedruckt und anschließend entfernt.

Moderne Slicer bieten dabei unterschiedliche Varianten, beispielsweise:

• klassische Supports
• Baum- bzw. Tree-Supports
• automatische oder manuelle Platzierung
• Support nur von der Druckplatte ausgehend

Supports benötigen allerdings zusätzliches Material und erhöhen die Druckzeit. Außerdem können sie Spuren auf der Oberfläche hinterlassen.

Deshalb lohnt es sich manchmal, ein Modell im Slicer anders auszurichten, um die benötigte Menge an Support deutlich zu reduzieren.

8. Brim und Raft – wenn das Modell mehr Halt braucht

Manche Modelle besitzen nur eine kleine Kontaktfläche zur Druckplatte oder neigen dazu, sich während des Drucks an den Ecken anzuheben.

Auch dafür bietet der Slicer Hilfsmittel.

Brim

Beim Brim werden zusätzliche Linien um das Modell herum gedruckt und mit dessen erster Schicht verbunden.

Dadurch vergrößert sich die Auflagefläche und die Haftung auf dem Druckbett kann verbessert werden.

Nach dem Druck wird der Brim entfernt.

Raft

Bei einem Raft wird zunächst eine zusätzliche Materialstruktur unter dem eigentlichen Modell aufgebaut.

Das Modell steht anschließend gewissermaßen auf einem gedruckten „Floß“.

Rafts können in bestimmten Situationen hilfreich sein, benötigen aber deutlich mehr Material und werden bei modernen Druckern und gut eingestellten Druckplatten wesentlich seltener benötigt.

9. Geschwindigkeit ist nicht alles

Moderne 3D-Drucker können beeindruckende Geschwindigkeiten erreichen.

Im Slicer lassen sich zahlreiche Geschwindigkeiten einstellen – beispielsweise für:

• Außenwände
• Innenwände
• Infill
• erste Schicht
• Überhänge
• Verfahrbewegungen

Doch nur weil ein Drucker theoretisch sehr schnell fahren kann, bedeutet das nicht, dass jedes Modell mit maximaler Geschwindigkeit gedruckt werden sollte.

Hohe Geschwindigkeit kann je nach Modell, Material und Drucker Einfluss auf Oberflächenqualität, Details und Maßhaltigkeit haben.

Ein gutes Druckprofil versucht deshalb, einen sinnvollen Kompromiss zwischen Qualität, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit zu finden.

10. Mehrfarbdruck und Filamentwechsel

Auch Mehrfarbdrucke werden im Slicer vorbereitet.

Je nach Drucker und Ausstattung können einzelnen Bereichen eines Modells unterschiedliche Filamente zugewiesen werden.

Der Slicer berechnet anschließend, wann welcher Farb- oder Werkzeugwechsel erfolgen muss.

Bei Systemen mit nur einer Düse kann dabei zusätzlich Material zum Spülen der vorherigen Farbe notwendig sein. Systeme mit mehreren Düsen bzw. Werkzeugköpfen können solche Wechsel teilweise deutlich materialeffizienter durchführen.

Auch ein einfacher manueller Farbwechsel ab einer bestimmten Schicht lässt sich bei vielen Slicern einplanen.

So wird aus einem zunächst einfarbigen digitalen Modell ein mehrfarbiger Druck.

11. Die Vorschau – einer der wichtigsten Schritte vor dem Druck

Nach dem Slicing sollte man nicht sofort auf „Drucken“ klicken.

Fast jeder moderne Slicer bietet eine detaillierte Vorschau des berechneten Drucks.

Dort kann man sich den Aufbau Schicht für Schicht ansehen und beispielsweise kontrollieren:

• Wurden alle Bereiche korrekt gesliced?
• Sind Supports vorhanden, wo sie benötigt werden?
• Gibt es problematische Überhänge?
• Ist die erste Schicht sinnvoll aufgebaut?
• Sind die richtigen Farben zugeordnet?
• Gibt es ungewöhnliche Bewegungen oder Lücken?
• Wie lange dauert der Druck?
• Wie viel Filament wird ungefähr benötigt?

Gerade bei großen oder sehr langen Drucken können ein paar Minuten Kontrolle verhindern, dass viele Stunden Druckzeit und eine Menge Filament verschwendet werden.

Die Vorschau gehört deshalb zu den wichtigsten Werkzeugen eines Slicers.

12. Druckzeit und Materialverbrauch

Nach dem Slicing kann die Software normalerweise auch abschätzen, wie lange der Druck dauern und wie viel Material benötigt wird.

Je nach Slicer werden beispielsweise angezeigt:

• geschätzte Druckzeit
• Filamentlänge
• Filamentgewicht
• Anzahl der Filamentwechsel
• Material für Support
• Material für Spülvorgänge
• teilweise sogar geschätzte Materialkosten

Diese Werte sind nicht nur für die private Planung interessant.

Wer 3D-Drucke verkauft oder Auftragsdrucke anbietet, kann solche Daten auch als Grundlage für seine Kalkulation verwenden.

13. Muss ich hunderte Einstellungen verstehen?

Wer zum ersten Mal einen modernen Slicer öffnet, kann von der Anzahl der Einstellungen regelrecht erschlagen werden.

Geschwindigkeit, Beschleunigung, Linienbreite, Flow, Retract, Seam, Bridging, Cooling, Infill, Supports – und noch vieles mehr.

Die gute Nachricht:

Du musst nicht sofort alles verstehen.

Moderne Slicer und Druckerprofile nehmen Einsteigern bereits sehr viel Arbeit ab.

Für den Anfang reichen häufig wenige grundlegende Entscheidungen:

1. richtigen Drucker auswählen
2. richtiges Filament auswählen
3. gewünschte Druckqualität bzw. Layerhöhe wählen
4. Infill festlegen
5. bei Bedarf Supports aktivieren
6. Modell slicen
7. Vorschau kontrollieren
8. Druck starten

Mit zunehmender Erfahrung kann man sich anschließend Schritt für Schritt mit den erweiterten Einstellungen beschäftigen.

14. Ein Slicer kann über Erfolg oder Misserfolg entscheiden

Zwei Personen können dasselbe Modell auf demselben Drucker mit demselben Filament drucken – und trotzdem sehr unterschiedliche Ergebnisse erhalten.

Der Grund können die Einstellungen im Slicer sein.

Die richtige Orientierung des Modells, Layerhöhe, Wände, Infill, Supports, Geschwindigkeit, Temperaturen und zahlreiche weitere Parameter beeinflussen das Ergebnis.

Der Slicer ist deshalb weit mehr als nur ein Programm, das eine STL-Datei in G-Code umwandelt.

Er ist eines der wichtigsten Werkzeuge beim 3D-Druck.

Wer seinen Slicer nach und nach besser kennenlernt, kann Druckqualität verbessern, Material sparen, Druckzeiten optimieren und Fehldrucke vermeiden.

Fazit

Der Weg vom heruntergeladenen 3D-Modell zum fertigen Druck führt fast immer über einen Slicer.

Er zerlegt das Modell in einzelne Schichten, berechnet die Bewegungen des Druckers und berücksichtigt dabei unzählige Faktoren wie Layerhöhe, Geschwindigkeit, Infill, Wände, Supports, Temperaturen und Material.

Dabei muss niemand am ersten Tag sämtliche Einstellungen beherrschen.

Beginne mit guten Standardprofilen, lerne die wichtigsten Einstellungen kennen und nutze vor allem die Vorschau vor dem Druck.

Mit jedem Modell wächst die Erfahrung – und irgendwann wird aus dem zunächst etwas unübersichtlichen Slicer eines der mächtigsten Werkzeuge in deinem 3D-Druck-Alltag.

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