Creality Ender-3 V3 KE – Test/Review

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3. Februar 2024

Druckqualität:

Um die Druckqualität es Creality Ender-3 V3 KE zu bewerten, haben wir verschiedene Testdrucke durchgeführt. Denn die große Frage ist ja, wie die Geschwindigkeit die Qualität beeinflusst. Für die Tests haben wir diverse Filmende von Creality benutzt, Hyper-PLA, CR-PLA↗, Ender-PLA↗, CR-PLA Silk↗, CR-PLA Matte↗ und Creality & BASF Ultra PLA↗. Wie bei unseren letzten FDM-Drucker-Tests haben wir auch Filamente von SUNLU getestet. Hier kamen PLA↗, PLA+↗ und Woodfill-Filament↗ zum Einsatz. Weitere Informationen zu den Filamenten finden sich bei SUNLU↗.

Beim FDM-3D-Druck im Allgemeinen gibt es einige Unsauberkeiten und Fehler, die die Druckqualität schmälern können. Über einige wichtige wollen wir einen kurzen Überblick geben:

Deutliche Freiräume zwischen den Filamentbahnen bei der unteren Schicht:
Kann durch einen zu großen Abstand der z-Achse entstehen (Z-Offset nachstellen) oder wenn zu wenig Material extrudiert wird.
Deutlich sichtbare Filamentbahnen in der Seitenansicht der Objekte:
Ungenaue Positionierung, Vibrationen, ungleichmäßige Extrusion sind nur ein paar der möglichen Ursachen.
Ghosting – sich wiederholende Schatten von Konturen
Ringing – Wellen auf der Oberfläche:
Wird in der Regel von hohen Druckgeschwindigkeiten ausgelöst und hängt mit der Trägheit des Druckkopfes zusammen. Schnelle Richtungswechsel führen so zu Vibrationen, die zu einem sich wiederholenden Muster in der Oberfläche führen.
Ghosting kann auch dadurch verursacht werden, dass die inneren Stützstrukturen nach außen durchscheinen. Hier liegt die Ursache oft in zu hohen Geschwindigkeiten, zu dünnen Wandstärken oder zu großen Überlappungen.
Stringing – Filamentfäden:
Entsteht durch nachlaufendes Filament bei Positionswechseln. Zur Vermeidung muss das Filament zurückgezogen werden. Der erforderliche Rückzug ist nicht für alle Materialien gleich.
„Pickel“ an der Oberfläche des Objektes:
Eine Ursache kann eine zu hohe Drucktemperatur sein, dann wird das Filament zu flüssig und kann unkontrolliert austreten. Aber auch eine zu hoch eingestellte Extrusionsmenge kann zu solch unkontrollierten Austritten führen. Darüber hinaus kann es sich auch einfach um die Punkte handeln, an denen der Layerübergang stattfindet, der Druckkopf also auf das nächste Layer angehoben wird.
Elefantenfuß:
Die untere Schicht des Objektes drückt sich zu den Seiten hervor. Ursächlich ist hier in der Regel eine zu tief stehende Ausrichtung der z-Achse.

Good old Benchy:

Was wäre eine 3D-Drucker-Inbetriebnahme ohne das gute, alte Benchy. Wer schon etwas länger mit dem Thema zu tun hat, wird deswegen wahrscheinlich auch eine halbe Armada sein Eigen nennen können. Das Benchy ist ein Modell eines kleinen Bootes, das einige schwere Stellen, wie Überhänge, Brücken, feine runde Konturen und noch einiges mehr bietet. Hier lassen sich so einige Druckfehler erkennen und man kann die Parameter optimieren. Besonders bei den aktuell neuen Druckergenerationen und den höheren Druckgeschwindigkeiten wird viel mit den Druckzeiten eines Benchys geworben. Allerdings sollte man hierbei immer auf das Kleingedruckte achten, denn neben der reinen Druckgeschwindigkeit beeinflusst natürlich auch die Anzahl der Wandlinien, die Füllung und die Schichtdicke die Druckzeit. Am Ende ist ein Benchy immer noch ein recht einfaches, kleines Objekt und eine hohe Druckgeschwindigkeit hierbei, ist nicht immer auf alle anderen Objekte übertragbar.

Auf dem USB-Stick findet sich eine Demo-Datei für ein Benchy mit einer Druckzeit von etwa 20 Minuten. Dieses Benchy läuft mit Hyer PLA gut durch, ist jedoch nicht perfekt. Wir haben für unsere Tests einen eigenen Gcode in Creality Print erstellt. Mit einer Schichtdicke von 0,2 mm dauert der Druck mit Hyper PLA etwa 48 Minuten. Gedruckt haben wir unsere Benchys mit Hyper PLA, Creality & BASF Ultra PLA, Ender PLA, CR-PLA, CR-PLA Matte und CR-PLA Silk von Creality sowie mit Filamenten von SUNLU.

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Auswertung des Benchys:

Unsere Testbenchys zeigen eine durchaus gute Druckqualität. Die Oberfläche ist insgesamt sehr gleichmäßig, Unregelmäßigkeiten entstehen in der Regel dann, wenn Unterschiede in den Konturen der einzelnen Schichten bestehen. Auch die Überhänge an den Ankerklüsen, Fenstern und Türen sind gut, wenn auch nicht perfekt, ausgeführt. Die Grundfläche ist homogen, die enthaltene Schrift dennoch sauber lesbar. Nicht lesbar, aber zu erahnen, ist die Schrift am Heck des Benchys. Was jedoch besonders sauber ausgeführt wurde, ist der Überhang am Bug des Benchys, ein Zeichen für eine effiziente Druckkühlung.

Testobjekt Überhänge, Brücken und weiteres:

Ein weiterer beliebter Benchmark-Druck ist eine Platte, auf der sich Schriften, Überhänge, Brücken, schmale Zylinder und weitere Geometrien finden. Hier kann man in einem Durchgang herausfinden, ab welchem Überhangswinkel man zum Beispiel eine Stütze benötigt oder welche Spannweiten bei Brücken problemlos möglich sind (zur Datei bei Thingiverse).

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Bei den Überhängen beweist der Creality Ender-3 V3 KE, wie sauber er insgesamt arbeiten kann. Denn insbesondere beim Hyper PLA sowie dem Creality & BASF Ultra PLA wurde das Testobjekt nahezu fehlerfrei gedruckt. Bei den extremen Überhängen kommt es zu fast keinem Durchhängen einzelner Filamentfäden, die Fläche sieht fast aus, als wäre sie gestützt worden. Die anderen Filamente zeigen, wenn aber auch nur im Bereich der großen Winkel, ganz minimale Fehler. Auch die Brückentests sind nahezu fehlerfrei, selbst bei der 25 mm langen Brücke ist kein Durchhängen zu erkennen. Die Lochtests weisen einen etwas geringeren Innendurchmesser auf, wie angegeben, was allerdings nicht unüblich ist. Benötigt man genaue Löcher in einem Objekt, bietet sich ein Aufbohren oder Anpassen der Bemaßungstoleranzen an. Die Teststellen zur Genauigkeit von Längen weisen nur geringe Abweichungen < 1 % auf. Auch die Schriften wurden vom Slicer gut umgesetzt und vom Drucker wiedergegeben.

Zwei Testkörper:

Als weiteren Benchmark haben wir einen Würfel gedruckt, dessen Seiten eine Kantenlänge von 40 mm aufweisen, diesen haben wir als Volumenkörper mit Infill gedruckt. Als zweites Testobjekt haben wir einen Hohlzylinder mit einem Außendurchmesser von 40 mm und einem Innendurchmesser von 20 mm sowie einer Höhe von 40 mm gedruckt.

Der Volumenkörper fällt um etwa 0,25 – 0,5 % kleiner aus, als die ursprüngliche Datei bemaßt wurde. Die Ecken sind hierbei maßgenauer als die Mitten der Seiten. An den meisten Stellen ist der Unterschied somit zu vernachlässigen. Die Seitenflächen sind sehr gleichmäßig und glatt, es sind so gut wie keine Ghosting-Effekte an den Seitenflächen zu erkennen. Da ein 3D-Drucker an spitzen Ecken immer leichte Radien aufweist, sind diese natürlich leicht abgerundet. Der Zylinder zeigt eine ähnliche Abweichung, so ist auch hier der Außendurchmesser etwa um 0,5 % kleiner. Beim Innenradius liegt die Abweichung auch bei etwa 0,5 %. Die Abweichungen hängen mit dem Schmelz und Abkühlverhalten des Materials, sowie Toleranzen in der Bewegung des Druckers zusammen. Sie sind jedoch so gering, dass sie nur für sehr präzise Teile relevant werden können. Man kann sie aber problemlos in den Maßtoleranzen berücksichtigen.

Ein Koordinatensystem:

Um mögliche Intoleranzen des Creality Ender-3 V3 KE in der Achsausrichtung zu erkennen, haben wir ein einfaches Balkenmodell eines kartesischen Koordinatensystems gedruckt. Dieses besteht aus kleinen Balken in die drei Richtungen des dreidimensionalen Koordinatensystems. An dieses Objekt haben wir nun einen Haarwinkel angelegt, um die Rechtwinkligkeit zu überprüfen. Die x- und y-Achse sind quasi zu 100 % rechtwinklig, nur die z-Achse weicht ganz minimal ab, etwa um 0,1 mm auf 100 mm. Solange man keine hochpräzisen Bauteile drucken möchte also komplett vernachlässigbar.

Weitere Testdrucke:

Zu weiteren Testzwecken haben wir noch andere Objekte gedruckt. Um besonders eine Herausforderung mit vielen Retracts zu schaffen, haben wir einen schädelförmigen Stiftehalter in Gitterstruktur (zur Datei bei Thingiverse) gedruckt, sowie einen Becher mit Wabenstruktur (zur Datei bei Thingiverse). Auch unser geliebtes Modell des Eifelturms (zur Datei bei Printables) haben wir wieder genutzt.

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Der Schädel und der Honeycomb-Becher sind wirklich sehr gut geworden. Die Retract-Einstellungen für das Hyper PLA erweisen sich als sehr gut, denn die Gitterstrukturen sind sehr sauber geworden und es gibt so gut wie kein Stringing.

Auch der Eiffelturm ließ sich sehr gut drucken. Einzige Schwachstellen waren hier, wie aber auch zu erwarten war, die deutlichen Überhänge, wie an den seitlichen Bögen und den wenigen geschlossenen Flächen. Hier kann man mit einer Baum-Stützstruktur aber leicht Abhilfe schaffen. Auch die feine Struktur zeigte sich hier wieder fehlerfrei und unbeeindruckt von den ganzen Retract-Bewegungen.

Folgerungen zur Druckqualität:

Resümiert man noch einmal die in den letzten Abschnitten beschriebenen Erfahrungen, stellt man fest, dass der Creality Ender-3 V3 KE eine für seine Preisklasse wirklich hervorragende Druckqualität liefert. Die Schichtung erfolgt gleichmäßig und der Input-Shaper erweist sich als gut vorkonfiguriert. Auch die Layerübergänge werden ordentlich ausgeführt. Die Objektkühlung ist performant und gleichmäßig, sodass Überhänge auch mit starken Winkeln kein Problem sind. Zudem wird das Filament sehr präzise gefördert, was an der Qualität der dünnen Objekte der Testdrucke ersichtlich ist.

Materialperformance:

Im Rahmen unserer Drucktests haben wir verschiedene Filamentsorten getestet. Neben der ganzen Bandbreite an PLA-Sorten von Creality und dem CR-PETG haben wir auch auf PLA↗, PLA+↗ und Woodfill-Filament↗ von SUNLU zurückgegriffen. Alle Filamente konnten wir problemlos verarbeiten und auf Anhieb gute Ergebnisse erzielen. Auch die Druckbetthaftung stellte keine Probleme dar, sofern sichergestellt wurde, dass keine kalte Zugluft von draußen während des Druckers auftritt. Dann kann es durchaus passieren, dass sich die Objekte vom Druckbett lösen.
Bei der Verarbeitung vom CR-PETG haben wir eine Schicht Klebestift auf das Druckbett aufgetragen. Hier wäre es etwas praktischer, wenn die zweite Seite des Druckbetts glatt und nicht auch strukturiert wäre.