Slicer

Einfluss unterschiedlicher Slicer-Programme auf das Druckergebnis, Simon Besl, 05.06.2025

Die Slicer-Software stellt die zentrale Schnittstelle zwischen 3D-Modell und dem eigentlichen Druckprozess dar. Sie übersetzt geometrische Informationen aus CAD-Dateien in maschinenlesbaren G-Code und hat damit maßgeblichen Einfluss auf das Druckergebnis. Ziel dieses Vergleichs ist es, herauszufinden, welchen Einfluss unterschiedliche Slicer auf die Oberflächenqualität, Detailwiedergabe und das Druckverhalten haben – und das bei identischen Druckparametern. Dazu wurden drei verbreitete Programme unter möglichst standardisierten Bedingungen getestet: Cura, OrcaSlicer und PrusaSlicer. Besonderes Augenmerk lag auf der Frage, ob sich trotz gleicher Einstellungen Unterschiede in Maßhaltigkeit, Stringing-Verhalten oder Druckbild feststellen lassen. Darüber hinaus wird untersucht, welche Funktionen die einzelnen Programme bieten und welche Auswirkungen sie auf das Druckverhalten haben, etwa bei Bewegungsabläufen oder der Lautstärke während des Drucks.

Verwendete Slicer

Für den Vergleich wurden drei gängige Slicer ausgewählt, die sich in Herkunft, Funktionsweise und Benutzerführung deutlich unterscheiden. Ziel war es, zu untersuchen, wie sich die Software bei identischen Druckparametern auf Druckqualität, Verhalten und Geschwindigkeit auswirkt – sowohl aus technischer als auch aus subjektiver Sicht.

Cura (von UltiMaker)

Cura gehört zu den bekanntesten und am weitesten verbreiteten Slicern im FDM-Bereich. Die Software wird von UltiMaker als Open-Source-Projekt entwickelt und ständig weiter gepflegt. Praktisch ist die große Auswahl an Voreinstellungen für verschiedene Druckermodelle und Materialien. Cura gilt als einfach, vielseitig und einsteigerfreundlich – gerade auch durch die große Community im Hintergrund.

PrusaSlicer (von Prusa Research)

PrusaSlicer basiert ursprünglich auf Slic3r, wurde aber von Prusa stark weiterentwickelt und mit vielen praktischen Funktionen ergänzt. Auch dieses Programm ist quelloffen, wird regelmäßig aktualisiert und funktioniert nicht nur mit Prusa-Druckern. Besonders hervorzuheben sind Features wie adaptive Schichthöhen, präzise Einstellmöglichkeiten für den Materialfluss und die Möglichkeit, benutzerdefinierte Druckstrategien umzusetzen. Für technisch interessierte Nutzer bietet PrusaSlicer viele Eingriffsmöglichkeiten.

OrcaSlicer (Community-Projekt)

OrcaSlicer ist ein Fork von Bambu Studio, das wiederum auf PrusaSlicer basiert. Im Gegensatz zu Bambu Studio ist OrcaSlicer nicht an bestimmte Drucker gebunden und wird herstellerunabhängig weiterentwickelt. Die Software ist Open Source und sehr aktiv betreut.

Nicht berücksichtigt: Bambu Studio und Simplify3D

Bambu Studio wurde trotz seiner weiten Verbreitung bewusst außen vor gelassen, da es funktional nahezu identisch mit OrcaSlicer ist, aber stark an die Drucker von Bambu Lab gebunden ist. Teure Profiprogramme wie Simplify3D wurden aufgrund ihrer Lizenzkosten ebenfalls nicht getestet, da sie im Hochschulkontext weniger relevant sind.

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  Benutzeroberfläche des Cura-Slicers

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  Benutzeroberfläche des OrcaSlicer

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  Benutzeroberfläche des PrusaSlicer

Bedeutung der Druckerkonfiguration im Slicer

Bevor ein Modell überhaupt gesliced werden kann, muss der Slicer wissen, auf welchem Drucker es später gefertigt wird. Diese Information ist weit mehr als nur eine formale Auswahl. Sie legt fest, welche Druckereigenschaften bei der Erzeugung des G-Codes berücksichtigt werden. Dazu zählen unter anderem die maximalen Verfahrwege der Achsen, die Größe des Druckbetts, der verwendete Düsentyp, das Heizverhalten sowie gerätespezifische Start- und Endbefehle.

Auch die Art und Position des Extruders, beispielsweise ein Bowden oder Direct Drive, beeinflussen die Steuerung des Materialflusses und damit die Retraction-Parameter. Funktionen wie eine automatische Kalibrierung, individuelle Lüftersteuerung oder spezielle Sensoren (z. B. für Filament-Ende oder Z-Homing) müssen ebenfalls bekannt sein, damit der erzeugte G-Code mit der Druckerhardware harmoniert.

Nur wenn das hinterlegte Druckerprofil mit der realen Hardware übereinstimmt, kann der G-Code korrekt und sicher erzeugt werden. Ist beispielsweise ein falscher Bauraum definiert, besteht das Risiko, dass der Druckkopf versucht, über das tatsächliche Druckbett hinauszufahren. Im schlimmsten Fall mit mechanischen Schäden. Auch unrealistische Temperaturen, fehlerhafte Extrusionsmengen oder inkompatible Firmwarebefehle sind typische Folgen einer falsch konfigurierten Umgebung.

Besonders problematisch sind unbemerkte Abweichungen bei der Düsengröße oder der Druckbettheizung. In solchen Fällen kann die Druckqualität erheblich leiden, ohne dass direkt erkennbar ist, woran es liegt. In der Praxis zeigt sich das häufig durch mangelhafte Haftung, ungleichmäßige Schichtbilder oder unsaubere Bewegungsabläufe.

Testaufbau

Für den Slicer-Vergleich wurde derselbe Versuchsaufbau verwendet wie im Arbeitspaket zur Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Düsendurchmesser auf die Druckqualität. Die Details zu Drucker, Material, Testmodell und den allgemeinen Druckparametern sind dort ausführlich dokumentiert.

Zur Wiederholung in Kürze: Gedruckt wurde mit einem Anycubic i3 Mega S und einer 0,4 mm-Düse unter konstanten Bedingungen. Das verwendete Filament war GreenTEC Pro von Extrudr. Als Testobjekt diente ein speziell konstruiertes Modell mit typischen Geometrien zur Beurteilung von Detailwiedergabe, Überhangverhalten und Maßhaltigkeit.

Für diese Untersuchung wurde ausschließlich die Softwareseite verändert. Die Hardware, das Modell und die Slicereinstellungen (z. B. Schichthöhe, Temperatur, Geschwindigkeit, Retraction) blieben in allen Fällen identisch. So lassen sich Unterschiede im Druckbild eindeutig auf den jeweils verwendeten Slicer zurückführen.

Einstellmöglichkeiten und Detaillierungsgrad

Alle drei getesteten Slicer bieten umfangreiche Möglichkeiten zur Anpassung der Druckparameter. Neben grundlegenden Einstellungen wie Temperatur, Geschwindigkeit und Schichthöhe lassen sich auch viele erweiterte Funktionen steuern wie Retract-Verhalten, Kühlung oder spezielle Strategien für Außenwände und Infill.

Die Slicer bieten eine Auswahl über welche die sichtbaren Optionen je nach Erfahrungsstufen gesteuert werden. So lassen sich je nach Kenntnisstand gezielt mehr oder weniger Einstellungen anzeigen, ohne die Oberfläche zu überladen.

Unterschiede zeigen sich vor allem bei speziellen Funktionen. Im PrusaSlicer besteht die Möglichkeit, das Modell vertikal in Abschnitte zu unterteilen und für jede Zone eigene Druckparameter zu vergeben. Damit lassen sich gezielt bestimmte Bereiche stabiler, detaillierter oder schneller drucken. Cura und OrcaSlicer bieten dagegen eine Funktion zur automatischen Anpassung der Schichthöhe, abhängig von der Neigung der Oberfläche. Diese Funktion ist bei Cura schon länger verfügbar, allerdings noch als experimentell gekennzeichnet. OrcaSlicer nutzt das gleiche Prinzip, allerdings mit besserer Integration und deutlich stabilerer Vorschau.

Auch beim Thema Vorschau und Druckzeitschätzung gibt es Unterschiede. Während Cura eine klassische Vorschau mit Farbverlauf je Schicht bietet, stellt PrusaSlicer und OrcaSlicer auch Bewegungsarten und Extrusionsmengen präzise dar. Die geschätzten Druckzeiten bleiben Softwareübergreifend in etwa gleich.

Insgesamt lässt sich sagen, dass alle getesteten Programme einen hohen Detaillierungsgrad ermöglichen. PrusaSlicer richtet sich besonders an erfahrene Nutzer, die gezielt Eingriff in einzelne Bereiche nehmen wollen. Cura bietet eine breite Basis an Funktionen mit besonders vielen vorkonfigurierten Profilen. OrcaSlicer kombiniert viele Vorteile beider Programme mit moderner Oberfläche und sinnvoller Strukturierung.

G-Code-Analyse

Obwohl für alle drei Slicer dasselbe CAD-Modell verwendet wurde, zeigen die erzeugten G-Code-Dateien zum Teil deutlich unterschiedliche Strukturen. Diese Unterschiede betreffen nicht nur die Reihenfolge der Druckschritte, sondern auch deren technische Umsetzung. Dadurch kann es zu spürbaren Unterschieden im tatsächlichen Druckbild kommen, selbst dann, wenn die wesentlichen Parameter auf den ersten Blick identisch erscheinen.

Ein zentraler Unterschied zeigt sich in der Reihenfolge, in der die Druckpfade abgearbeitet werden. Während Cura und PrusaSlicer die Außenkonturen des Modells meist vor dem Infill drucken, erzeugt OrcaSlicer die Außenwand häufig erst nach dem inneren Füllmuster. Diese Reihenfolge kann sich auf die Kantenschärfe und das Erscheinungsbild von Überhängen auswirken, insbesondere bei komplexeren Geometrien.

Auch das Retraction-Verhalten unterscheidet sich zwischen den Programmen. Cura führt bei vergleichbaren Einstellungen tendenziell mehr Rückzugsbewegungen und Reisewege durch als OrcaSlicer. Letzterer geht sparsamer mit Travel-Moves um, was in der Praxis einen ruhigeren Materialfluss und ein reduziertes Stringing begünstigen kann. Gleichzeitig bedeutet das aber auch, dass Cura potenziell besser darin ist, unerwünschtes Materialtröpfeln in filigranen Bereichen zu vermeiden.

Ein weiterer Aspekt ist die Position der Layerwechsel. PrusaSlicer versetzt den Wechsel der Druckhöhe meist dezent zur Seite, während Cura die Z-Hops oft nahe am Objektursprung durchführt. OrcaSlicer platziert den Layerwechsel bevorzugt auf ohnehin zurückgezogene Positionen, was optisch glattere Nähte zur Folge haben kann. Der sichtbare Nahtverlauf entlang der Z-Achse wird dadurch unter Umständen reduziert.

Auch bei der Bewegungsplanung gibt es Unterschiede. Cura erzeugt deutlich kleinteiligere Bewegungssegmente, wodurch die Bewegungspfade stärker unterteilt sind. Dies kann in feineren Details resultieren, führt jedoch auch zu häufigeren Beschleunigungswechseln. PrusaSlicer wirkt an dieser Stelle etwas effizienter und fasst ähnliche Bewegungen stärker zusammen. OrcaSlicer wiederum erzeugt auffallend gleichmäßige Bewegungsmuster mit stabiler Geschwindigkeit, was sich in einem besonders ruhigen Druckverlauf niederschlagen kann – sowohl visuell als auch akustisch.

Nicht zuletzt enthalten die G-Code-Dateien auch Unterschiede im Aufbau und in der Metainformation. OrcaSlicer fügt beispielsweise automatisch strukturierte Angaben wie Modellhöhe, Layerzahl oder auch eine Vorschauminiatur ein. Diese Zusatzinformationen sind hilfreich für die spätere Dokumentation oder bei der Verwendung von Druckmonitoring-Systemen.

Bewertung der Druckqualität

Zur umfassenden Beurteilung der Druckqualität wurden auch beim Slicer-Vergleich sowohl subjektive als auch objektive Bewertungsmethoden herangezogen. Neben einer Laienumfrage zur Erfassung des Gesamteindrucks erfolgte eine technische Einschätzung anhand sichtbarer Druckmerkmale wie Oberfläche, Detailwiedergabe und Stringing-Verhalten.

Subjektive Bewertung

Laienumfrage

Um einen unverfälschten Eindruck der Druckqualität aus Sicht ungeschulter Personen zu erhalten, wurde eine anonyme digitale Umfrage mit den drei getesteten Slicer-Ausgaben durchgeführt. Die Teilnehmenden erhielten die Modelle ohne Hintergrundinformationen und sollten anhand des Erscheinungsbilds bewerten, wie gelungen sie die Druckqualität empfinden würden – vergleichbar mit der Situation, in der ein Kunde ein Bauteil aus der Serienfertigung zur Prüfung in der Hand hält. Bewertet wurde auf einer Skala von 1 (sehr schlecht) bis 10 (sehr gut).

Im Ergebnis lagen die Bewertungen aller drei Slicer nah beieinander: Cura und PrusaSlicer erhielten jeweils eine durchschnittliche Bewertung von 5,06, OrcaSlicer lag mit 4,69 geringfügig darunter. Die Unterschiede sind damit gering, aber dennoch erkennbar. Das Modell aus OrcaSlicer wurde von Laien etwas kritischer bewertet, was auf einen geringeren subjektiven Gesamteindruck hindeutet – etwa durch weniger saubere Kanten oder sichtbare Artefakte. Die anderen beiden Varianten schnitten gleichauf ab und wurden als durchschnittlich gut wahrgenommen.

Eigene Einschätzung

In der eigenen Beurteilung der Druckqualität wurden verschiedene Merkmale wie Stringing, Materialansammlungen, Brückenverhalten, Überhangqualität, Oberflächenbild, Schriftlesbarkeit und eventuelle Layer-Verschiebungen berücksichtigt. Dabei traten zwischen den Slicern durchaus erkennbare Unterschiede zutage.

Cura zeigte insgesamt ein sehr gutes Druckbild mit gleichmäßiger Oberfläche und minimaler Schichtversetzung. Besonders positiv fiel die Darstellung der feinen Schrift auf. Auch das Stringing war gering, lediglich bei Brücken war ein leichtes Einsacken zu beobachten, das jedoch in einem vertretbaren Rahmen blieb.

PrusaSlicer überzeugte mit sauberem Brückenergebnis und hervorragender Überhangqualität. Die Druckoberfläche war etwas matter, aber sehr gleichmäßig. Allerdings fiel eine etwas weichere Kantendarstellung bei Schriftzügen auf. Die Layerstabilität war ausgezeichnet.

OrcaSlicer lag insgesamt leicht hinter den anderen beiden Programmen, zeigte jedoch ebenfalls solide Ergebnisse. In einigen Fällen waren kleine Materialanhäufungen sichtbar, auch das Stringing war minimal stärker ausgeprägt. Die Druckoberfläche erschien weniger fein, dafür war das Schriftbild klar und gut lesbar. Layerfehler traten keine auf.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass alle drei Slicer zu technisch sauberen Druckergebnissen führten. Die Unterschiede zeigten sich eher im Detail und in der optischen Wirkung der Oberflächen. Cura und PrusaSlicer lieferten sehr ähnliche, hochwertige Resultate, während OrcaSlicer geringfügig weniger präzise wirkte, aber insgesamt ein rundes Ergebnis zeigte.

Objektive Bewertung

Zur objektiven Bewertung der Slicer-Ergebnisse wurden ausgewählte Maße des Testobjekts vermessen und mit den CAD-Sollwerten verglichen. Die Messung umfasste sowohl Zylinderdurchmesser (2 mm bis 5 mm) und Höhen, als auch Brückenlängen sowie dünne Wandstärken. Ziel war es, zu prüfen, inwieweit sich Unterschiede in der Maßhaltigkeit trotz identischer Slicereinstellungen feststellen lassen.

Die Ergebnisse zeigen, dass alle getesteten Slicer eine gute bis sehr gute Maßtreue im Bereich der geometrischen Hauptmerkmale erzielen. Die größte Übereinstimmung mit den Sollwerten zeigten Cura und PrusaSlicer, deren Modelle bei fast allen Zylinderdurchmessern und Höhen nur minimale Abweichungen aufwiesen. Bei der 2 mm-Bohrung und den Brückenspannweiten lagen beide Programme nahezu exakt auf dem Zielwert.

OrcaSlicer schnitt ebenfalls solide ab, zeigte jedoch bei feinen Strukturen wie dem 2 mm-Zylinder und den mittleren Durchmessern eine leicht erhöhte Abweichung. Hier lagen die gemessenen Werte tendenziell unterhalb der Zielvorgabe, was auf eine geringfügige Unterextrusion oder feinere Pfadberechnung hindeuten könnte. Die restlichen Werte, insbesondere bei der Brückenspannweite und der Außenwand, stimmen mit den anderen Programmen überein.

Insgesamt liegen die Abweichungen bei allen Slicern in einem praxisgerechten Bereich. Die Unterschiede sind messbar, aber gering und dürften im Alltagsgebrauch kaum auffallen. Dennoch zeigt sich, dass die exakte Umsetzung des CAD-Modells von der jeweiligen Software leicht unterschiedlich interpretiert wird. Besonders bei hoher Maßanforderung kann sich die Wahl des Slicers damit in einzelnen Details bemerkbar machen.