Erweiterungen für den Snapmaker 2.0: Rotary-Einheit und Lasermodul im Test

Das Multifunktionsgerät Snapmaker 2.0 A350T (Testbericht) hat von Haus aus drei verschiedene Bearbeitungswerkzeuge an Bord. Einen Kopf für 3D-Drucke, ein 1,6 Watt starkes Lasermodul und eine CNC-Fräse. Die Leistung des mitgelieferten Lasermoduls reicht allerdings lediglich für Gravuren auf Holz, Pappe und Leder aus. Zum Schneiden ist es viel zu schwach. Die dreiachsige CNC-Fräse ist eine Plattenfräse und in ihrem Arbeitsraum beschränkt. Das Herausschneiden und Gravieren von ebenen Platten bis zu einer Tiefe von 22 mm ist zwar möglich, die Tiefe wird allerdings durch die Länge des Fräswerkzeuges begrenzt.

Um dies zu ändern, gibt es zwei entsprechende Erweiterungen: ein 10 Watt starkes Lasermodul und das Drehmodul für die CNC-Fräse. Beide sind zwar nicht gerade günstig, aber zumindest sehr hochwertig verarbeitet und optimal mit der Software abgestimmt. Wir haben die Add-Ons getestet und berichtet, ob die optionalen Werkzeuge eine gute Investition sind.

Die CNC-Funktion des Snapmakers A350T entspricht einer dreiachsige Plattenfräse mit einem Arbeitsraum von 320 × 350 mm und einer Arbeitstiefe von bis zu 22 mm. Damit können Platten ausgeschnitten, graviert und Reliefs freigelegt werden. Das optional erhältliche Drehmodul, die Rotary-Einheit, erweitert den Snapmaker 2.0 um eine vierte Achse. So können mit diesem erstmals echte dreidimensionale Objekte realisiert werden.

Mögliche Werksmaterialien sind Holz, MDF, Acryl, Werkzeugplatten aus PUR oder Epoxidharz. Prinzipiell wäre es möglich weiche Metalle damit zu fräsen, hier fehlt es aber an einer geeigneten Kühlung durch ein Kühlschmiermittel. Sobald wir uns in den Bereich von CNC-Bearbeitungstechniken begeben, steigen die Anforderungen an Arbeitsschutz, wie Luftreinigung und der Schutz des Werksmaterials. Bei dem Fräsen von PUR und EP-Blöcken, wie den drei mitgelieferten Zylinder, sollte dringend auf die Luftreinigung und -Absaugung geachtet werden. Der entstehende Feinstaub dieser Arbeitsmaterialien ist hoch karzinogen und kann nicht in der Lunge abgebaut werden – Stichwort: Staublunge. Daher empfehlen wir für den Hobbybereich nur leichte Hölzer und MDF zu bearbeiten. Auch damit können schöne Modelle realisiert werden.

Bedingt können auch Acryl und PUR-Platten (Sika-Werkzeugplatten) verwendet werden. Hier sollte auf jeden Fall die Absaugung verstärkt, das Gehäuse besser abgedichtet und die Luftreinigung durch einen HEPA-Filter laufen. Was beim Snapmaker 2.0 auf jeden Fall gut gelöst ist – der Arbeitsvorgang unterbricht, sobald man das Gehäuse öffnet.

Das Futter des Spindelstocks der Dreheinheit bietet zwei mögliche Einstellungen. Die drei Spannfutter Stifte sind lose und können in ihrer Ausrichtung gedreht werden. Wird das Spannfutter gewechselt, finden Objekte mit einem Innendurchmesser von bis zu 100 mm sicheren Halt. Der rechte Spindelstock hat drei verschiedenen Möglichkeiten zur Fixierung. Es funktionieren Außendurchmesser von 0 bis 60 mm, Innendurchmesser von 50 bis 100 mm oder andere Größen per Behelfslösung. Hier wird das Werksstück an ein Holzteil mit dem maximalen Außendurchmesser von 60 mm angeklebt und dieses wird dann eingespannt. Snapmaker liefert für diese Lösung zwei kleine Tuben 2-K-Klebstoff mit.

Ein echter Mehrwert des Drehmoduls ist die Bauraumerweiterung für die CNC-Fräse und auch des Laser Moduls. Mit dem Drehmodul können Objekte von 0 bis 130 mm Durchmesser graviert werden. Die maximale Bearbeitungslänge beträgt circa 200 bis 210 mm. Für die Laserbearbeitung muss das Baustück im Drehmodul wegen der Laserstrahl Fokussierung gleichmäßig rund sein. Prinzipiell ist es auch möglich vierachsige Laserschneidarbeiten durchzuführen. Hierfür muss das Werksstück so groß sein, dass der austretende Laserstrahl auf der Rückseite des Modells nicht fokussiert ist. Hier sollten ein Durchmesser von etwa 20 bis 30 mm ausreichen.

Zur Inbetriebnahme müssen wir den Spindelstock zuerst mit acht Schrauben auf die Drehmodul-Leitschiene montieren. Anschließend die Leitschiene auf der CNC-Arbeitsplatte mit zehn Schrauben fixieren. Nun noch die Strom- und Datenversorgung anstecken. Der linke Reitstock wird nur bei langen Baustücken verwendet, die eine gegenüberliegende Zentrierung benötigen. Seine Stellung kann mit zwei Schrauben variabel auf die Länge des Materials eingestellt werden. Danach mittels Drehrad das Modell einspannen.

Es gibt unzählige Angebote an runden Zylindern aus verschiedenen Holzarten. Die gängigen sogenannten „Blanks“ der Drechlser sind meist viereckig. Wir hatten Erfolg mit der Bearbeitung eines eckigen Stück Fichtenholz. Bei eckigen Werkstücken sollte der Abstand der Ecken als runder Durchmesser genommen werden. So wird ein sicherer Abstand von Werkstück zu dem Werkzeugkopf und eine moderate Arbeitsgeschwindigkeit berechnet. Zylinder bleiben trotzdem die bessere Wahl. Der linke Reitstock ist nur nötig, wenn das Baustück eine zusätzliche Zentrierung wegen des Eigengewichts benötigt.

Zugegeben, am Anfang waren wir zunächst erschlagen von den vielen Voreinstellungsmöglichkeiten bei der Arbeit mit der vierten Achse, der Rotary-Einheit. Zur Beruhigung: Der Softwareaufbau hilft einwandfrei, sich zügig in die einzelnen Arbeitsschritte abzuarbeiten. Sie gibt Hilfestellung bei der Einrichtung, dem Setzen des Arbeitsursprunges und der Wahl des richtigen Fräsers.

Zunächst benötigen wir einen möglichst gleichmäßigen Zylinder zum Bearbeiten. Dieser wird mit einer der drei verschiedenen Fixierungsmethoden in den Spindelstock mittig zentriert eingespannt. Jetzt geht es an die Software, wo man die 4-Achs-CNC-Funktion anwählt, sowie Durchmesser und Länge des Materials angibt. Nun können entweder Bilder oder einfache geometrische Figuren zu einem Relief- oder Vektorrelief umgewandelt werden. 3D-Modelle in STL-Format ergeben direkt dreidimensionale Skulpturen. Alle Dateien werden dann als Graustufenrelief auf dem Raster zweidimensional wieder gegeben. Dieses Graustufenrelief kann dann größer oder kleiner gezogen und auf der Arbeitsfläche verschoben werden.

Nun geht es darum, den Werkzeugpfad festzulegen. Hierzu wechseln wir von „Bearbeiten“ zu „Prozess“. Die erste Einstellung nennt sich Drehung oder Kopplung. Bei der Drehung ist die x-Achse fixiert und der Fräser schält von außen nach innen das Modell aus. Der Fräser setzt sich bei jeder neuen längs Bahn weiter in Tiefe des Werkstücks. Bei „Kopplung“ sind alle vier Achsen im Betrieb. Die Dauer von Arbeitsprozessen im Modus „Kopplung“ dauern allerdings länger.

Eine interessante Einstellung ist „Erlaubnis“. Hier kann festgelegt werden, wie viel Material auf dem Modell verbleiben soll. So kann erst mit einem groben Fräser viel Material abgetragen und in einem weiteren Schritt die Detailarbeit mit einem Schnitzer vollendet werden. Zudem gibt es alle nötigen CNC-Einstellungen wie Arbeitstempo, Eindringtiefe, Step down und Umstieg. Zu allen Einstellungen gibt es zusätzliche Informationen in kleinen Pop-up-Fenstern. Welcher Fräser zum Einsatz kommt, hängt vom Arbeitsauftrag ab. Die wichtigsten Fräser sind der Flach-Fräser für grobe Bearbeitung mit viel Abtrag, der Kugel-Fräser für grobe Bearbeitung viel Abtrag, der V-Schnitzer für präzise Details mit wenig Abtrag und der Gravierfräser für Gravuren und präzise Details.

Nachdem alle Einstellungen gespeichert sind, wird zuletzt der G-Code erstellt. Nach dem Exportieren geht es in den Arbeitsbereich. Hier muss noch der Arbeitsursprunges eingestellt werden. Der Snapmaker 2.0 führt den Nutzer per Touchscreen bequem durch alle Schritte. Jetzt noch die Absaugung einschalten und den Fräsauftrag starten. Unser testweise gefräster Löwe aus einem Epoxidharz-Rohling hat circa sieben Stunden benötigt. Wir sind mit dem Ergebnis trotz der geringen Erfahrung im Fräsen schon sehr zufrieden.

Generell gilt: CNC-Fräsen ist sehr laut, dauert lange und erzeugt Feinstaub. Wir haben knapp 60 db Arbeitslautstärke in eineinhalb Metern Entfernung gemessen. Der feine Staub von Epoxidharz, Acryl und Holzarten wie Buche und Eiche ist außerdem nicht gesund. So gehört die CNC-Fräse definitiv in eine Werkstatt oder einen Hobbyraum mit Luftreinigung und Absaugung.

Im Schneidetest des Snapmaker 2.0 hatte das standardmäßig mitgelieferte Lasermodul mit nur 1,6 W schon ab 3 mm Schichtstärke versagt. Hier handelt es sich um einen schwachen Laser, ausschließlich für Gravuren. Das 10-W-Lasermodul hat hingegen ordentlich Power und ist etwa vergleichbar mit dem Atomstack S10 Pro (Testbericht). Es schneidet in einem Durchgang weiches Holz bis 6,5 mm Stärke. Zudem erleichtern die automatische Fokussierung und die verbesserte Bild-Hintergrunderfassung via Kamera das Ausschneiden und Gravieren. Mit mehreren Durchgängen konnte Lasermodul Weichholz und Sperrholz sogar bis zu einer Stärke von 13 mm schneiden. Bei dunklem Acryl liegt die maximale Stärke bei etwa 3 mm.

Der Umbau auf das neue Lasermodul gestaltet sich problemlos. Den Snapmaker ausschalten, am Werkzeugschlitten die vier Schrauben lösen und den Stecker ziehen. Nun das Lasermodul anschrauben, anstecken und wieder anschalten. Fertig. Auf dem Touchscreen wird nach dem Hochfahren auf mögliche Firmware Updates hingewiesen. Diese werden dann automatisch installiert.

Das Lasermodul ist nicht nur mit einer starken Laserdiode ausgestattet, zusätzlich verfügt es über einen Auto-Fokus-Sensor, Air-Assist-Kühlung und Kamera für die Hintergrunderfassung. Mit dieser Hardwareunterstützung können Werkstücke dann automatisch fokussiert werden. Die verbesserte Aufnahmefunktion des Arbeitsraumes lässt Gravur- und Schneidbilder präzise in der Software auf dem Werkstück abbilden und erleichtert so die punktgenaue Platzierung.

Zudem hat das Lasermodul einen eingebauten Lüfter, der die beiden Laserdioden kühlt und die Abluft zusätzlich zur Kühlung des Schnittgrabens verwendet. Dieser sogenannte Air-Assist ist bei Schneidarbeiten empfehlenswert.

Leider funktioniert die sogenannte Hintergrunderkennung ausschließlich über die WLAN-Anbindung. Nicht aber im Betrieb am Gerät, da hier der Ursprung noch einmal separat eingestellt wird. Auch nicht über die direkte Verbindung via USB an dem seriellen Anschluss. Hier hoffen wir stark auf ein Software-Update, dass die Hintergrunderfassung auch via USB-Anschluss freigibt. Auch eine stabilere WLAN-Verbindung wäre wünschenswert – diese hat uns mit regelmäßigen Verbindungsabbrüchen viele Nerven gekostet.

In der Software Luban gibt es die klassischen vier verschiedenen Gravurmodi: Schwarz/Weiß, Graustufen-, Vektor- und Halbtongravur. In den einzelnen Modi gibt es eine dann eine Bildbearbeitung inklusive Helligkeits-, Kontrast-, Weißwerteinstellungen. Zusätzliche Einstellmöglichkeiten gibt es bei der Graustufengravur mit verschiedenen Bildberechnungsalgorithmen und bei Halbton mit unterschiedlichen Pixeltypen. Also kurz gesagt, viel Potenzial, um lange Zeit beschäftigt zu sein. Persönlich finden wir die Graustufenumwandlung im Punktgravur-Modus für Fotos am besten geeignet. Für Logos und präzise Linien ist wiederum die Vektorumwandlung im Linienmodus genau die richtige Einstellung.

Im Gravurmodus arbeitet das Lasermodul mit einer ‚Geschwindigkeit von 3500 mm/m mit bei 55 Prozent Laserleistung. Warum Snapmaker keine Schnellgravur mit 6000 mm/m und 100 Prozent anbietet, liegt vermutlich an der Ungenauigkeit der Betträgers. Hier hatten wir bei der Tony-Stark-Gravur eigenartige ruckelige Bewegungen, die ab der Hälfte von der Gravur plötzlich weg waren.

Generell hat der Snapmaker sehr schicke Gravuren erzeugt und das auch ohne große Vorkenntnisse Gravuren betreffend. Einen großen Anteil daran trägt die sehr intuitive Software Luban.

Der echte Mehrwert des stärkeren Lasermoduls ist allerdings die Fähigkeit Holz bis zu einer Stärke von 13 mm und Acryl bis zu 3 mm zu schneiden. Die maximale Materialgröße wird dabei durch seinen Bettträger beschränkt und liegt bei circa 320 × 350 mm. Hilfreich ist auch beim hier die Hintergrundbilderfassung. Sie ermöglicht dem Anwender die Position seiner Schnitte perfekt anzupassen. So sind präzise und saubere Schnitte garantiert. Der Auto-Fokus ist auch beim Schneiden sehr hilfreich, allerdings funktioniert er nicht bei glänzenden Oberflächen wie Acryl. Zum Schneiden von durchsichtigem Material sind Diodenlaser nicht geeignet.

Wir haben mit dem Laser aber in einem Durchgang bis zu 6 mm Pappelsperrholz geschnitten und mit zwei Durchgängen sogar 8 mm. Die maximale Schneidtiefe erreicht das Modul mit fünf Durchgängen bei 13 mm.

Im vierachsigen Modus zu Gravieren ist ebenfalls eine großartige Geschichte! Endlich können wir jeder leeren Klopapierrolle auf dem Planeten ein zweites Leben schenken. Spaß beiseite, aber Thermoskanne oder Flaschen zu beschriften, ist dank der Drehachse nun endlich möglich. Auch beim Lasergravieren gelten dieselben Bauraummaße, wie oben schon erwähnt. Der maximale Durchmesser beträgt 130 mm und die Gravurlänge circa 200 - 210 mm. Zu Beginn der Gravur muss die Maschine zunächst angelernt werden. Durchmesser, Länge und Gravurstärke sind hier die wichtigen Daten.

Der Ablauf ist wie folgt: Zuerst in der Software die vierachsige Lasergravur anwählen. Danach Durchmesser und die Länge des Baustückes bestimmen. Nun erscheint die Modelloberfläche als zweidimensionales Raster mit einem rot gestreiften Bereich. Rotgestreift bedeutet, hier liegen die Spannzähne an dem Baustück an, und hier kann nicht graviert werden. Ansonsten können wir die gewünschte Grafik frei platzieren.

Prinzipiell sollte das Lasermodul den Abstand zum Baustück dank Auto-Fokus selbst ermitteln können. Leider ist dies im Test nicht der Fall. So mussten wir den Abstand per Hand einstellen. Auch der Arbeitsursprung war bei uns, trotz angeschlossenem Drehbank-Modul, noch immer auf x=0, y=0 und z=0 (als links vorne unten) eingestellt. Dieser muss zwingend anders eingestellt werden, sodass der Abstand von Laserkopf zu Baustück circa 21 bis 25 mm beträgt. Die x-Koordinate liegt mittig. Der Nullpunkt der y-Koordinate liegt links unten am Werkstück. Ist das alles eingestellt muss der neue Ursprung noch mit einem Klick auf „Set origin“ bestätigt werden. Danach kann der Auftrag gestartet werden, was im Test tadellos klappt.

Die Zusatzmodule für den Snapmaker 2.0 (Testbericht) sind eine teure, aber lohnende Investition für alle, die Freude am Lasern und CNC-Fräsen haben und bereits den das 3-in-1-Gerät besitzen. Für die optionalen Erweiterungen sprechen die hochwertige Verarbeitung, die gute Einbindung in die intuitive Software und die gelungene Nutzerführung.

Die vierte Achse erweitert die kreativen Möglichkeiten enorm und das sowohl für CNC-Fräsarbeiten als auch für Arbeiten mit dem Laser. Wer lediglich auf ebenen Flächen arbeitet, kann sich das Rotary-Tool allerdings sparen. Wer mit dem Snapmaker nicht nur Gravieren, sondern auch Bastelholz oder dünnes Acryl schneiden will, ist mit dem 10-W-Modul deutlich besser beraten als mit dem Standard-Laserkopf. Kommt der Laser allerdings nur für Gravuren zum Einsatz, dann ist der Mehrwert nur gering.

Geht es ausschließlich darum zu lasern, ist man mit anderen Geräten allerdings besser beraten. Laser wie der Atomstack S10 Pro (Testbericht) und ähnliche Geräte bieten eine größere Arbeitsfläche und gleiche Leistung zu einem niedrigeren Preis. Wer eigentlich am Thema dreidimensional Drucken interessiert ist, sollte in unserer Themenwelt 3D-Drucker vorbeischauen.