Creality K1C – Test/Review

Die Druckqualität des Creality K1C:

Um die Druckqualität des Creality K1C zu bewerten, haben wir verschiedene Testdrucke durchgeführt. Denn die große Frage ist ja, wie die Geschwindigkeit die Qualität beeinflusst. Hierzu haben wir mehrere Filamente von Creality erprobt:

• CR-PLA in Rainbow
• CR-Silk in Rainbow
• CR-PLA Matte in Grün
• Hyper Series PLA in Weiß
• Creality & BASF Ultra PLA in Grau
• Hyper Series PLA-CF in Schwarz/Carbon
• CR-PETG in Blau transluzent
• Hyper ABS in Schwarz
• HP ASA in Schwarz

Darüber hinaus haben wir auch zwei Filamente von SUNLU mit in den Test aufgeommen, einmal das normale PLA ↗ in Weiß und einmal das HS_PLA ↗ (High Speed) in Schwarz.

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 und im Speicher des Druckers findet sich eine Demo-Datei für ein Benchy mit einer Druckzeit von etwa 16 Minuten. Dieses Benchy läuft mit Hyer PLA gut durch, ist jedoch nicht perfekt. Wir haben für unsere Tests für jede Filamentsorte einen separaten Gcode in Creality Print erstellt. Mit einer Schichtdicke von 0,2 mm dauert der Druck abhängig vom Filament etwa 43 bis 54 Minuten. Erstellt haben wir den Benchys mit jedem Filament in unserem Test.

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Auch das beliebte SUNLU Filament haben wir in unserem Test mit aufgenommen. Dazu haben wir Benchys mit dem normalen SUNLU PLA und dem neuen Fast PLA gedruckt. Beide Filamente laufen gut durch, das Druckergebnis vom Fast PLA wird jedoch noch etwas sauberer.

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Auswertung der Benchys:

Unsere Testbenchys zeigen eine wirklich sehr gute Druckqualität. Die Oberfläche ist insgesamt sehr gleichmäßig und besonders die Überhänge an den Ankerklüsen, Fenstern und Türen sind sauber 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. Eine Folge der effizienten Kühlung des Drucks. An den kritischen Stellen, wie den Ankerklüsen, zeigen sich keine Ringing- und Ghosting-Effekte. Beim Druck mit PET-G hatten wir ein leichtes Stringing (typisch für PET-G). Der Druck mit ABS ist kaum von den PLA-Drucken zu unterscheiden. Besonders schön ist die leicht matte Optik des Hyper Series PLA-CF.

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 und auch den Pins beweist der Creality K1C eine sehr effiziente Druckkühlung und saubere Extrusion. Je nach Material unterscheiden sich die Ergebnisse etwas. Die besonders hochwertigen Materialien erreichen hier die besten Ergebnisse. Bei den großen Winkeln sind nur minimalste Fehler zu erkennen. Auch die Brückentests zeigen sich nahezu fehlerfrei, selbst bei der 25 mm langen Brücke ist kein Durchhängen zu erkennen, nichtmals einzelne Filamentfäden hängen hier daneben. 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. Zudem sind die dünnen Pinne extrem sauber gedruckt und haben einen nahezu komplett gleichmäßigen Durchmesser.

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Auch dieses Testobjekt haben wir mit dem Standard-PLA und Fast PLA von SUNLU gedruckt. Auch hier erzielt der Drucker mit beiden Filamenten sehr gute Ergebnisse.

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.

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Der Volumenkörper fällt um etwa 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 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 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. Eine weitere Anpassungsmöglichkeit wäre gegebenenfalls in der Anpassung der Step-Vorgaben für die einzelnen Achsen möglich.

Ein Koordinatensystem:

Um mögliche Intoleranzen des Creality K1C 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. Da es sich hier um einen CoreXY-Drucker handelt, haben wir natürlich besonders hohe Erwartungen an der Winkelgenauigkeit des Druckers. An das Test-Objekt haben wir nun einen Haarwinkel angelegt, um die Rechtwinkligkeit zu überprüfen. Hierbei zeigen alle drei Koordinatenachsen eine (nahezu) perfekte Ausrichtung, sodass hier keine relevanten Abweichungen bestehen.

Weitere Testdrucke:

Zu weiteren Testzwecken haben wir noch einige weitere Objekte gedruckt. Zum einen XL-Benchy, dass wir für die maximale Größe diagonal im Bauraum ausgerichtet haben. Um besonders eine Herausforderung mit vielen Retracts zu schaffen, haben wir einen Becher mit Wabenstruktur (zur Datei bei Thingiverse) gedruckt. Weitere Dateien waren Aufbewahrungsboxen, ein Flexi-Drachen (zur Datei bei Thingiverse) und ein Modell des Eiffelturms (zur Datei bei Printables).

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Bei der starken Vergrößerung des Benchys werden besonders die Überhänge an den Türen und Fenstern kritischer, da hier immer weiter „in die Luft“ gedruckt werden muss. Hier finden sich nur minimalste Unsauberkeiten. Obwohl man an solchen Stellen meist eine Stützstruktur setzen würde. Die Seitenflächen sind sehr gleichmäßig geworden.

Der Honeycomb-Becher sind wirklich sehr gut geworden. Die Retract-Einstellungen für die verschiedenen Materialien erweisen sich als sehr gut, denn die Gitterstrukturen sind sehr sauber geworden und es gibt so gut wie kein Stringing. Besonders die Drucke aus Hyper Series PLA-CF und CR PLA Silk fallen optisch sehr gut aus.

Der Drachen ist durch die Print-in-Place-Bauweise durchaus eine Herausforderung für die Präzision eines Druckers, denn hier kommt es schnell zu Verschmelzungen der einzelnen Glieder. Darüber hinaus hat jedes Element eine eigene Auflagefläche auf dem Druckbett, wodurch eine saubere Kalibrierung und gute Haftung unabdingbar sind. Gedruckt haben wir mit Hyper Series PLA im entsprechenden Profil bei einer Schichtdicke von 0,2 mm. Unser Druck wurde hier sauber und ohne Fehler abgeschlossen. Alle Elemente ließen sich direkt frei bewegen.

Auch der Eifelturm ließ sich recht gut drucken. Jedoch erweist sich der Druckraum hier als etwas zu klein für dieses Modell. Denn durch die starke Skalierung wurden einige Gitterstrukturen im unteren Bereich so fein, dass eine 0,4-mm-Düse hierfür nicht mehr ausreichte.

Folgerungen zur Druckqualität:

Resümiert man noch einmal die in den letzten Abschnitten beschriebenen Erfahrungen, stellt man fest, dass der Creality K1C wirklich eine hervorragende Druckqualität liefert. Die Schichtung erfolgt gleichmäßig und dem Drucker gelingt es vibrationsbedingte Druckfehler in der Regel nahezu vollständig zu vermeiden. Layerübergänge werden in der Regel ordentlich ausgeführt, nur bei besonders glatten Objekten fallen dies etwas auf. Die Objektkühlung ist sehr 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 Pinne der Testplatte ersichtlich ist.

Materialperformance:

Im Rahmen unserer Drucktests haben wir verschiedene Filamentsorten von Creality und SUNLU getestet. Alle Materilaien konnten wir ohne Probleme mit den vorgefertigten Profilen verarbeiten. Leichte Anpassungen haben wir nur beim CR-PETG vorgenommen. Für das SUNLU PLA haben wir das CR-PLA-Profil mit einer Anpassung bei den Temperaturen genutzt.