Vorsicht bei billigen 3D-Druckern: Der beliebte Anet A8 geht reihenweise in Flammen auf

Der Anet A8 3D-Drucker ist derzeit sehr beliebt, da er teilweise schon für unter 100 Euro zu haben ist und daher lag er wohl auch unter manchem Weihnachtsbaum. Nicht nur bekannte chinesische Shopping-Portale bieten ihn an, sondern auch Ebay und Amazon. Allerdings holt man sich mit dem Anet A8 3D-Drucker eine Zeitbombe ins Haus, da er regelmäßig in Flammen aufgeht. Hier einige Hintergründe und Tipps.

*Titelbild: https://imgur.com/a/Tv7TM

Die Preisentwicklung bei 3D-Druckern für den Hausgebraucht ist schon erstaunlich. War vor 3-4 Jahren noch kaum ein 3D-Drucker unter 500 Euro zu haben, tummeln sich jetzt reihenweise Angebote um die 100 Euro. Dabei handelt es sich um einfache 3D-Printer auf Basis des klassischen Reprap Prusa Konzepts. 200×200 mm Bettgröße, maximal 240 mm Druckhöhe, beheiztes Druckbett, Linearlager etc. sind in dieser Preisklasse eine Ansage und genau hier sollte man stutzig werden. Alleine ein qualitativ gutes Netzteil muss man sonst mit 50 Euro veranschlagen …

Der Anet A8 3D-Drucker bei Amazon

Wenn der 3D-Drucker brennt

Ein 3D-Drucker ist grundsätzlich eine Gefahrenquelle – ebenso wie ein Lötkolben oder ein Heizlüfter. Der Druckkopf wird auch bei normalen Bedingungen bis zu 260 °C heiß und alleine für das beheizte Druckbett fließen Ströme von 6-10 Ampere. Zu gering dimensionierte Kabel, schlechte Klemmen oder schlicht Nachlässigkeiten bei der Endkontrolle enden hier schnell in verschmorten Kontakten oder noch schlimmeren Auswirkungen.

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Aber auch der Druck selbst kann schiefgehen und unter Umständen rührt der Druckkopf stundenlang in Fehldrucken herum und erhitzt das Druckmaterial

Fehldruck, weil das Filament verknotet war …

Was passiert beim Anet A8?

Die Fotos von verbrannten Anet A8 3D-Druckern, die man im Netz betrachten kann, sind teilweise sehr drastisch. Oft konnte der Betreiber den Brand noch rechtzeitig löschen und nur der Drucker, etwas Filament und die nähere Umgebung waren ein wabernder schwarzer Plastikhaufen. Teilweise griff der Brand aber auch auf Einrichtung und Wände über, sodass es nicht wenige Fälle gibt, in denen das halbe Haus abgebrannt ist.

Verbrannter Anet A8 (Copyright omerdagan, https://www.thingiverse.com/groups/anet-a8-prusa-i3/forums/general/topic:25274)

Die häufigste Brandursache beim Anet A8 ist wohl ein Thermistor, der eigentlich die aktuelle Temperatur des Druckkopfs messen soll und die Werte für die Regelung der Drucktemperatur liefert. Offenbar löst sich dieser Temperatursensor und liefert damit deutlich niedrigere Werte, als sie eigentlich im Heizelement im Druckkopf herrschen.

Nun kommt eine veraltete oder vom chinesischen Hersteller modifizierte Marlin-Firmware hinzu (Marlin ist die häufigste Firmware für 3D-Drucker, Eigenbau-CNC-Fräsen etc.), die fleißig versucht den Temperaturabfall nachzuregeln und der Teufelskreis endet in einem rotglühendem Druckkopf. Dieser Effekt wird als „Thermal Runaway“, seltener als „Thermisches Durchgehen“ bezeichnet. Dieser glühende Druckkopf schmilzt nicht nur das Filament, das noch immer nachgeschoben wird und erhitzt es bis zu seinem Flammpunkt, sonder auch umgebende Plastikteile. Durch schmelzende Kabel und hohe Ströme entstehen weitere Kurzschlüsse usw.

Dieses Video stellt den Zusammenhang in einem Versuchsaufbau sehr gut nach:

Ebenfalls betroffen sind unterdimensionierte Anschlussklemmen auf dem Drucker-Board, welche für die Betriebsströme einfach nicht ausgelegt sind. Viele Anet Benutzer berichten von verschmorten Boards, die sie dann austauschen mussten. Diese Auswirkungen gingen zumeist glimpflich aus, wenngleich sie mit zusätzlichen Kosten auf Aufwand für den Tausch des Boards, der Kabel etc. verbunden sind.

Was kann man tun?

Die einfachste Möglichkeit ist, den Anet A8 nicht zu kaufen und sich für ein höherwertigeres Modell zu entscheiden.

Zumindest kann man den Anet A8 nicht ohne Modifikationen mit gutem Gewissen in Betrieb nehmen. Modifizieren kann man aber nur, wenn man auch über genügend technisches Vorwissen, passendes Werkzeug und handwerkliches Geschick verfügt. Alleine um eine andere, sichere, Firmware aufzuspielen bedarf es an Wissen und Zubehör.

Gerade das dürfte aber bei vielen Anet Käufern ein Problem sein. Durch den lächerlich günstigen Preis steht der Anet A8 wohl häufig bei Laien und in Kinderzimmern, weil ein 3D-Drucker gerne als Hightech-Spielzeug verschenkt wird.

Aktuelle Marlin-Firmware einspielen

Eine der wichtigsten Modifikationen ist eine Version der Firmware zu installieren, die Thermal Runaway erkennt und den Druck bei unplausiblen Temperaturwerten oder Veränderungen abbricht. Genau das macht die mitgelieferte Firmware nämlich nicht und damit ist das die Gefahrenquelle Nummer 1. Aktuelle Originalversionen der Marlin-Firmware bringen hingegen entsprechende Funktionen gegen Thermal Runaways mit. Eine Anleitung gibt es z. B. HIER.

Sicherheits-Upgrades für die Hardware

Auf der Hardware-Seite ist es ein externer Mosfet, der das Board des Anet A8 entlastet. Sowohl die Anschlussklemmen des A8, als auch die Leistungselektronik welche Druckkopf und Heizbett des A8 vorsorgt, sind unterdimensioniert und werden früher oder später abrauchen. Der Mosfet ist praktisch eine externe Leistungselektronik mit vernünftig ausgelegter Belastbarkeit, was Halbleiter und Klemmen angeht und so werden die hohen Ströme für die Versorgung des Druckkopfs und des Heizbetts nicht mehr über das windige Board des Anet geführt, sondern über den externen Mosfet.

Externer Mosfet für den Anet A8

Man bekommt ihn für etwa 13 Euro bei Amazon. Will man den Druckkopf und das Heizbett damit absichern (was sehr sinnvoll ist), benötigt man 2 Stück.

Ein weiterer Schwachpunkt ist das Netzteil des Anet A8. Es ist unterdimensioniert und arbeitet daher bei höheren Drucktemperaturen und Druckbetteinstellungen über seiner Leistungsgrenze. Zudem sind diese chinesischen Schaltnetzteile an sich schon eine Gefahrenquelle und häufig extrem unzuverlässig. Billige Elektrolytkondensatoren mit zu geringer Temperaturfestigkeit fallen nach einigen Monaten aus und das Netzteil funktioniert nicht mehr. Noch schlimmer ist es aber, wenn schlechte Lötstellen oder ebenfalls zu gering ausgelegte Kontakte und Klemmen zu schmoren beginnen.

Meanwell Netzteil

Ein qualitativ hochwertiges Schaltnetzteil für den Anet A8 ist das Meanwell LRS-350-12. Mit 12V und 350 Watt passt es für den A8 und lieferte genügend Leistung und eine saubere Ausgangsspannung. Ihr bekommt es bei Ebay für etwa 45 Euro.

Die Verbingungskabel sollten einen Querschnitt von 2,5 qmm haben und mit Aderendhülsen versehen sein. Prüft alle Verbindungen und sichert sie ggf. zusätzlich mit Kabelbindern und Heißkleber.

Fazit und eine Empfehlung

Nun hat man erst die eklatantesten Sicherheitsmängel des Anet A8 beseitigt. Hat der Drucker 100 Euro gekostet, sind nun noch einmal etwa 75 Euro und etwa 2 Stunden Arbeit in dringende Updates geflossen. Damit ist der A8 noch immer sehr billig.

Aber die genannten Modifikationen kann und sollte ein Laie nicht durchführen, da man sich durch Unkenntnis, falsche Montage etc. zusätzliche Sicherheitsprobleme ins Haus holen kann. Zudem ist das Hantieren mit Netzspannung, aber auch hohen sekundärseitigen Strömen und niedriger Spannung gefährlich. Auch müssen für das neue Netzteil und die externen Mosfets neue Befestigungspunkte geschaffen werden.

Wenn man bereits Praxiserfahrung im Umgang mit 3D-Druckern und Elektronik hat, kann man den Anet A8 soweit umrüsten, dass er nicht mehr in Flammen aufgeht. Diese Praxiserfahrung muss aber substantiell und nicht „gefühlt“ sein („ach, das kann ich schon“). Wenn man Spannung und Strom nicht auseinander halten kann, noch nie einen Lötkolben in der Hand hatte und nur eine Schuhschachtel mit 2 Schraubenziehern und einen Hammer als Werkzeug hat, ist man für solche Basteleien definitiv ungeeignet. Leider ist Youtube voll von solchen Möchtegern-Profibastlern, die auch noch tausende von Abonnenten haben und gefährlichen Unsinn verbreiten.

Wenn man den Anet A8 selbst nicht modifizieren kann oder möchte, sollte man sich eher nach einem etablierten 3D-Drucker in der Preisklasse zwischen 250 und 500 Euro umsehen.

Grundsätzliche Sicherheitsmaßnahmen für 3D-Drucker

Der Anet A8 ist ein drastischer Fall. Allerdings sollte man auch bei hochwertigen 3D-Druckern Vorsicht walten lassen. Hier einige wichtige Punkte für jeden 3D-Drucker:

  • Stellt den 3D-Drucker mit Abstand zu brennbaren Materialen auf
  • Montiert einen Rauchmelder über dem Drucker
  • Lasst den Drucker nicht komplett unbeaufsichtigt und verlasst während des Drucks nicht das Haus
  • Überprüft regelmäßig alle elektrischen Verbindungen und Kabel des Druckers
  • Jeder Hobbybastler sollte einen Feuerlöscher im Hobbyraum haben

Ich habe z. B. einen zusätzlichen Temperatursensor im Druckergehäuse, der die Temperatur im Innenraum misst. Steigt diese über 60 Grad an, wird der Drucker automatisch vom Netz getrennt. Bei mir ist das über die ohnehin vorhandene Gebäudesteuerung gelöst. Man kann aber auch einen Temperaturschalter mit externem Fühler einsetzen. Wenn man kein Gehäuse um den Drucker herum hat, bringt ein solcher Temperaturschalter aber eher wenig, bzw. löst unter Umständen viel zu spät aus.

Wer auf Nummer sicher gehen will, kann sich mit einem Raspberry Pi, einer Webcam und Octopi nicht nur eine komfortable Fernsteuerung für 3D-Drucker basteln mit der man den Drucker auch aus der Ferne überwachen kann, sondern bekommt auch gleich noch eine Kamera, welche den Druckvorgang überwacht.

Als nette Zusatzfunktion kann man Zeitraffer vom Druck machen, was auch bei der Analyse fehlgeschlagener Druckvorgänge hilft. In meinem Video zu meinen Erfahrungen mit dem 3D-Druck kann man Octopi in Aktion sehen:

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6 Gedanken zu “Vorsicht bei billigen 3D-Druckern: Der beliebte Anet A8 geht reihenweise in Flammen auf”

  1. Wenn man solche Beiträge verfasst, sollte die theoretische Kenntnis schon substanziell sein, und nicht gefühlt. Das ein Mosfet Bett und Kopf absichern sind schon grenzwertige Aussagen. Hier sollte man mal nachbelichten.

    Der Mosfet sichert die Platine ab, deren Kontakte nicht ideal sind, und deren Leiterbahnen teils unterdimensioniert sein können.

    Die Mosfet auf der Steuerung packen es locker. Leiterbahnen mit Drähten zu überlöten und Bett bzw. Druckkopf direkt anzulöten macht diesen Mosfetquatsch überflüssig.

    • Man muss es aber für den Durchschnittsanwender verständlich ausdrücken.

      Aus meinen substanziellen praktischen Kenntnissen als Nachrichten- und Elektrotechniker kann ich dir aber sagen, dass verlöten an dieser Stelle nur dem Laien als Mittel der Wahl erscheint. Stichwort: Steifigkeitsübergang. Darum ist das Verlöten von Litzen und Kabeln z. B. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie nicht zugelassen. Ebenso wird im Anlagenbau immer mit Quetsch- und Crimp-Verbindungen gearbeitet.

  2. Man sollte ggf. auch auf das Versicherungsproblem hinweisen, wenn man nicht CE geprüfte Geräte betreibt und die dann ein Schaden verursachen.

    Auch ein Problem beim originalen Anet A8: Die Kabel ans Heatbed sind sehr ungünstig angeschlossen. Die befinden sich unter einer permanenten Bewegungsbelastung und sind selber im Stecker unterdimensioniert. Selbst mein A8, der wohl das Gegenteil von einem Montagsmodel ist, hat nach etwa einem Jahr einen „angerösteten“ Stecker gehabt. Ich habe daraufhin alle Versorgungswege/Kabel/Stecker getauscht/aufgerüstet (Mosfet) und die Befestigung über ein Kabelschlep gelöst.

    Unterm Strich ist der A8 ein 3D-Drucker für Bastler und Hobbyisten, die nicht nur Teile drucken wollen, sondern das „Abenteuer“ 3DDrucker gesamt erleben wollen.
    Jedoch nicht für jemanden der noch nicht mal in Erfahrung bringen kann wie man zb. ein Mosfet in die Kiste einbaut.

  3. Trotzdem bekommt man den A8 bzw. A6 mit Upgrades sicher und man erhöht die Qualität der Drucke um ein vielfaches. Mein A6 mit vielen Upgrades hat knapp 250€ gekostet. Die Quali der Ausdrucke ist exzellent und vergleichbar mit Ergebnissen eines ca. 800€-Druckers.

  4. Schöner Beitrag, insbesondere der Workaround. Ich würde immer zwischen 300-500 € für einen 3D Drucker ausgeben. Kann man auch in China bestellen, wenn man vorher entspr. Tests z.B. auf chinagadgets gelesen hat.

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