Drucker

Vergleich unterschiedlicher FDM-Drucker hinsichtlich der Druckqualität, Simon Besl, 2025

Ein weiterer wesentlicher Einflussfaktor auf die Druckqualität liegt im eingesetzten 3D-Drucker selbst. In diesem Abschnitt wird untersucht, inwieweit sich das Druckergebnis bei identischen Druckparametern durch die verwendete Hardware unterscheidet. Um verlässliche und praxisnahe Aussagen treffen zu können, wurde darauf geachtet, dass alle Drucke mit optimierten, realitätsnahen Einstellungen vorbereitet und mit dem jeweils empfohlenen Slicer des Herstellers erzeugt wurden.

Die Verwendung der herstellereigenen oder empfohlenen Software ist dabei bewusst gewählt: Einerseits garantiert sie eine vollständige Kompatibilität mit dem jeweiligen Gerät, andererseits entspricht sie der Vorgehensweise, die auch ein typischer Nutzer in der Praxis anwenden würde.

Als Referenzgerät diente erneut der Anycubic i3 Mega S, dessen Vergleichsdruck mit identischen Parametern auch auf zwei weiteren Geräten realisiert wurde. Die Ergebnisse, Unterschiede und Bewertungen dieses Vergleichs werden im Folgenden dokumentiert und sollen künftigen Anwendern eine Orientierung bei der Auswahl passender Geräte bieten.

Verwendete Drucker

Für den Vergleich wurden drei unterschiedliche FDM-Drucker herangezogen, die sich hinsichtlich Mechanik, Elektronik und Preisklasse deutlich unterscheiden. Ziel war es, nicht nur die reinen Druckergebnisse zu vergleichen, sondern auch die Ausstattung und typische Eigenheiten der jeweiligen Geräte zu berücksichtigen. Die Auswahl deckt ein breites Spektrum vom Einsteigergerät bis zum leistungsstarken Selbstbau-System ab.

Anycubic i3 Mega S

Der i3 Mega S wurde als Vergleichsbasis gewählt, da er im vorherigen Arbeitspaket bereits als Referenzgerät diente. Er gehört zur Kategorie der günstigen Consumer-Drucker mit klassischem Bowden-Extruder, beheiztem Druckbett und einfacher Touchscreen-Steuerung. Die offene Bauweise und die solide, aber einfache Mechanik machen ihn zu einem typischen Vertreter seines Preissegments.

Anycubic i3 Mega S

Prusa MK4S

Der Prusa MK4S ist ein leistungsfähiger FDM-Drucker und gilt als bewährter Standard in professionellen Umgebungen. Er ist mit einem Direct-Drive-Extruder, automatischer Kalibrierung, einer segmentierten Heizbettregelung und hochwertigen Steppern ausgestattet. Besonders hervorzuheben ist seine hohe Druckgeschwindigkeit bei gleichzeitig präziser und reproduzierbarer Druckqualität. Dadurch ist er im industriellen Prototypenbau und der FDM-Fertigung verbreitet.

Copymaster3D Voron Trident

Der Voron Trident ist ein im Selbstbau realisierter Drucker, der in dieser Untersuchung in einer Variante von Copymaster3D zum Einsatz kam. Er bietet eine besonders hohe Druckgeschwindigkeit, ein vollständig geschlossenes Gehäuse und eine stabile Linearführung. Ausgestattet mit einem Direct-Drive-System, Klipper-Firmware und präzisen Steppern eignet sich der Drucker vor allem für anspruchsvolle und erfahrene Anwender

Copymasters3D Voron Trident

Testaufbau

Testmodell

Das für den Vergleich verwendete Testobjekt ist identisch mit dem Modell aus dem Kapitel Einfluss unterschiedlicher Düsendurchmesser auf die Druckqualität. Das Modell kombiniert Überhänge, feine Details, Brücken, Zylinderelemente und Wandstrukturen in verschiedenen Dimensionen. Dadurch lassen sich sowohl geometrische Genauigkeit als auch qualitative Druckeigenschaften systematisch bewerten.

Druckmaterial

Für alle Drucke kam dasselbe Material zum Einsatz: GreenTEC Pro von Extrudr. Es handelt sich dabei um ein biobasiertes Hochleistungsfilament mit guten Fließeigenschaften und hoher Formstabilität. Die Materialwahl erfolgte bewusst, da dieses Filament bereits für zahlreiche Versuche genutzt wurde.

Slicer-Software

Jeder Drucker wurde mit der vom Hersteller empfohlenen Slicer-Software betrieben:

Für den Anycubic i3 Mega S kam Cura zum Einsatz. Die Konfiguration erfolgte über ein bereits bewährtes, angepasstes Profil mit optimierten Druckparametern für diesen Gerätetyp.

Der Prusa MK4S wurde mit dem zugehörigen und FirmeneigenenPrusaSlicer betrieben.

Für den Copymaster3D Voron Trident wurde OrcaSlicer verwendet. Dieser Slicer unterstützt die Klipper-Firmware des Voron besonders gut und erlaubt eine sehr feine Anpassung an die individuellen Komponenten.

Die Slicereinstellungen wurden für jeden Drucker so angepasst, dass sie möglichst vergleichbare Druckbedingungen erzeugen. Dazu gehörten identische Layerhöhen, vergleichbare Geschwindigkeitswerte, gleiche Infill-Einstellungen sowie standardisierte Temperaturen für Extruder und Druckbett. Wo nötig, wurden gerätespezifische Funktionen wie automatische Kalibrierung berücksichtigt, ohne dadurch das Gesamtverhalten signifikant zu beeinflussen.

Vorgehen

Alle Drucke wurden auf einem sauberen Druckbett und unter identischen Umgebungsbedingungen durchgeführt. Nach dem Druck erfolgte eine dokumentierte Auswertung in mehreren Schritten: Zunächst wurde das visuelle Erscheinungsbild bewertet, anschließend die Maßhaltigkeit an definierten Stellen überprüft. Ergänzt wurde die Auswertung durch eine subjektive Einschätzung und, sofern sinnvoll, einen akustischen Eindruck während des Druckvorgangs.

Bewertung der Druckqualität

Ein zentrales Ziel dieses Vergleichs ist es, die Druckqualität der getesteten Geräte systematisch zu bewerten. Dabei wurde auf eine möglichst umfassende Betrachtung geachtet, die sowohl technische Merkmale als auch den subjektiven Gesamteindruck einschließt. So lässt sich beurteilen, inwiefern sich Unterschiede in der Bauweise, Firmware und Druckmechanik auf das tatsächliche Druckergebnis auswirken. Die Bewertung erfolgt in zwei Teilen: einer subjektiven Einschätzung und einer objektiven Vermessung der erzeugten Bauteile.

Subjektive Bewertung

Um die Druckqualität auch aus Anwendersicht nachvollziehbar zu bewerten, wurden die Testergebnisse zum einen durch eine unabhängige Laienumfrage ergänzt, zum anderen durch eine eigene technische Einschätzung auf Basis funktionaler und visueller Merkmale beurteilt.

Laienumfrage

Um die Wirkung der Druckqualität auf ungeschulte Beobachter zu erfassen, wurde eine Online-Umfrage mit mehreren Teilnehmern durchgeführt. Die Probanden erhielten die Ausdrucke anonym und ohne Hintergrundinformationen, um eine neutrale Bewertung zu ermöglichen. Bewertet wurde der optische Gesamteindruck anhand einer Skala von 1 (sehr schlecht) bis 10 (sehr gut).

Subjektive Bewertung durch Laien

Die Auswertung zeigt: Der Prusa MK4S wurde mit 6,25 Punkten am höchsten bewertet, dicht gefolgt vom Copymaster3D Voron Trident mit 5,88 Punkten. Am schlechtesten schnitt der Anycubic i3 Mega S ab, der mit durchschnittlich 5,12 Punkten bewertet wurde.

Auffällig war, dass die Unterschiede im Druckbild – etwa in der Oberflächenglätte oder Kantenschärfe – auch ohne technisches Vorwissen erkannt und in die Bewertung einbezogen wurden. Dies unterstreicht die Relevanz einer sauberen optischen Qualität, besonders für den Ersteindruck.

Eigene Einschätzung

In der technischen Eigenbewertung wurden sieben Kriterien herangezogen: Stringing, Materialanhäufungen, Brückenverhalten, Überhangqualität, Oberflächenbild, Schriftlesbarkeit und eventuelle Layer-Verschiebungen.

Der Anycubic i3 Mega S erreichte durchweg solide Werte. Besonders positiv fiel die geringe Ausprägung von Stringing (9) und die glatte Oberfläche (9,5) auf. Auch bei der Schrift (7) und Layerstabilität (9) schnitt er gut ab. Schwächen zeigten sich lediglich bei der Materialansammlung (7) und der Überhangunterseite (8), was auf die begrenzte mechanische Feinauflösung zurückzuführen ist.

Der Prusa MK4S zeigte durchgängig sehr hohe Werte und ein ausgewogenes Druckverhalten. In fast allen Kategorien wurde die Höchstnote (10) vergeben. Besonders hervorzuheben sind die perfekten Ergebnisse bei Brücken, Überhängen und Layerausrichtung. Auch Materialansammlungen traten praktisch nicht auf (9,5). Die etwas geringere Punktzahl bei der Schrift (6) ist auf den PrusaSlicer zurückzuführen, welcher erst gar nicht versucht die feine Schrift darzustellen, sondern nur symbolisch ein paar Linien zieht.

Der Copymaster3D Voron Trident zeigte ebenfalls ein sehr gutes Druckbild. Stringing (8), Brückenverhalten (9,5) und Layerpräzision (10) waren auf hohem Niveau. Kleinere Abzüge gab es bei der Oberflächenqualität (8) und der Schrift (5), wobei letztere ebenfalls durch den OrcaSlicer geschuldet ist, welcher die gleiche Slicer-Engine wie der PrusaSlicer nutzt. Dennoch überzeugte das Druckbild insgesamt durch klare Kanten und zuverlässige Geometrie.

Die Ergebnisse bestätigen den Eindruck aus der Laienumfrage: Der Prusa MK4S bietet die insgesamt ausgewogenste Druckqualität, dicht gefolgt vom Voron Trident. Der Anycubic i3 Mega S bleibt funktional, zeigt aber kleine Schwächen in Details.

Objektive Bewertung

Für die objektive Bewertung wurden ausgewählte Maße des Testmodells mit den entsprechenden CAD-Sollwerten verglichen. Bewertet wurden verschiedene Zylinderdurchmesser und -höhen, Brückenlängen, dünne Wandstärken sowie die Frontwanddicke. Ziel war es, die Maßhaltigkeit der Drucke zu überprüfen und Abweichungen den jeweiligen Geräten zuzuordnen.

Der Anycubic i3 Mega S zeigte eine insgesamt gute Maßhaltigkeit. Besonders im Bereich der Zylinderdurchmesser und -höhen lagen die Werte sehr nah an den Sollmaßen, etwa bei 2 mm (2,00 mm), 3 mm (2,95 mm) und 5 mm (4,95 mm). Auch die Brückenlängen (5,05 mm / 9,85 mm / 14,80 mm) und Wandstärken (1,00 mm / 1,60 mm) stimmten gut mit den Vorgaben überein.

Der Prusa MK4S lieferte vergleichbar gute Ergebnisse, insbesondere bei den vertikalen Maßen. Die Durchmesser der Zylinder wichen leicht nach unten ab (z. B. 1,85 mm bei 2 mm-Sollmaß), was auf eine leichte Unterextrusion oder Kalibrierungseinstellung zurückzuführen sein könnte. Die Brückenlängen lagen bei 4,95 mm, 9,90 mm und 14,90 mm – allesamt nahe am Sollwert. Die Wandstärken wurden präzise erreicht (1,00 mm / 1,50 mm).

Der Voron Trident zeigte ein ähnliches Bild wie der Prusa, mit leicht geringeren Zylinderdurchmessern (z. B. 1,90 mm bei 2 mm) und etwas kürzeren Brücken (4,45 mm bei 5 mm). Die vertikalen Maße und Wandstärken lagen hingegen im Toleranzbereich. Auffällig war eine leicht geringere Genauigkeit bei komplexeren horizontalen Strukturen.

Insgesamt lagen die Abweichungen bei allen drei Druckern in einem praxisnahen Rahmen. Es zeigten sich nur geringe Unterschiede, wobei der Anycubic i3 Mega S leicht bessere Ergebnisse bei den Zylinderdurchmessern erzielte. Der Prusa MK4S und der Voron Trident lieferten dafür besonders konsistente Brückenlängen. Die Maßhaltigkeit ist damit bei allen Geräten als gut zu bewerten, mit minimalen Abweichungen, die im Alltag selten kritisch sind.

Beobachtungen im Druckprozess

Während der Druckvorgänge konnten zwischen den drei Geräten verschiedene Verhaltensmuster festgestellt werden, die Rückschlüsse auf Mechanik, Steuerung und Firmwarelogik zulassen.

Der Prusa MK4S arbeitete mit insgesamt schnellen, aber flüssigen Bewegungsabläufen, er zeigte bei der Bewegung der Achsen ein gleichmäßiges und kontrolliertes Fahrverhalten. Richtungswechsel erfolgten ohne auffällige Verzögerungen oder Ruckler. Auch bei höheren Druckgeschwindigkeiten blieben die Bewegungen weitgehend ruhig. Die Geräuschentwicklung blieb konstant im leiseren Bereich. Die Filamentförderung verlief gleichmäßig, es waren keine sichtbaren Unterbrechungen oder Rückstaus im Materialfluss erkennbar.

Der CoreXY-Antrieb des Voron Trident sorgte für eine gute Umsetzung der Bewegungsvorgaben. Die Retraction erfolgte unmittelbar, und auch bei feinen Druckdetails war kein auffälliges Nachlaufen oder Tropfen des Filaments zu beobachten. Die Geräuschkulisse war abhängig von Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung leicht schwankend, aber unauffällig.

Beim Anycubic i3 Mega S waren besonders bei schnellen Richtungswechseln leichte Vibrationen bemerkbar, vor allem bei Bewegungen entlang der Hochachse. Die Geräuschentwicklung war insgesamt merklich höher als bei den beiden anderen Geräten. Retractions dauerten aufgrund der Bowden-Extruder-Bauart sichtlich länger, wodurch vereinzelt dünne Fäden zwischen benachbarten Geometrien entstanden.

In Bezug auf die Start- und Kalibrierprozesse zeigen sich ebenfalls Unterschiede: Während der Prusa MK4S und der Voron Trident jeweils eine automatische Nivellierung des Druckbetts durchführten, erforderte der Anycubic eine manuelle Justierung. Diese manuelle Kalibrierung kann abhängig vom Nutzer zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.

Fazit

Der Vergleich zeigt, dass sich die Druckqualität trotz identischer Parameter je nach eingesetztem Gerät in mehreren Aspekten unterscheidet. Unterschiede ergeben sich unter anderem durch mechanische Eigenschaften, Antriebskonzepte, Kalibrierverfahren und das Zusammenspiel mit der eingesetzten Firmware.

Der Anycubic i3 Mega S erreicht insgesamt brauchbare Ergebnisse, weist jedoch bei Bewegungsführung und Materialrückzug Einschränkungen auf. Die daraus resultierenden Abweichungen zeigen sich vor allem in der Oberflächenausprägung und beim Stringing. Die Maßhaltigkeit bleibt im Rahmen der Erwartungen, kleinere Toleranzabweichungen sind jedoch sichtbar.

Der Prusa MK4S erreicht in mehreren Kategorien konstant gute bis sehr gute Resultate. Der Druckverlauf ist stabil, die Bewegungssteuerung erfolgt kontrolliert. Besonders die automatische Kalibrierung trägt zu reproduzierbaren Ergebnissen bei. Einzelne Details, wie die Schriftabbildung, werden softwareseitig anders umgesetzt.

Der Voron Trident zeigt ein vergleichbares Niveau wie der Prusa. Die Druckabläufe verlaufen kontrolliert, die Maßhaltigkeit bleibt in einem praxisgerechten Bereich. Bei bestimmten horizontalen Strukturen sind geringfügige Abweichungen messbar.

Insgesamt lässt sich feststellen, dass sich die Wahl des Druckers, trotz gleicher Druckparameter, auf das Ergebnis auswirkt. Die beobachteten Unterschiede liegen dabei überwiegend im Detail und betreffen sowohl visuelle als auch geometrische Merkmale.