Die Geschichte hinter dem eufyMake E1

Als wir mit der Entwicklung des eufyMake E1 begannen, hatten wir ein klares Ziel: einen UV-Drucker zu bauen, den wirklich jeder bedienen kann.

Diese Idee kam uns, als wir Zeit in Maker-Communities in Nordamerika und Europa verbrachten.

Dabei fiel uns etwas immer wieder auf: Menschen lieben es, mit 3D-Druckern, Lasercuttern und Werkzeugen für die Holzbearbeitung zu kreieren, aber es gab keine gute Möglichkeit, ihren Projekten professionelle Farben oder Grafiken zu verleihen.

Handbemalung ist mühsam, und industrielle Färbewerkzeuge sind unerschwinglich teuer. Diese Lücke brachte uns auf den Weg zum Consumer-UV-Druck.

Warum das etwas Besonderes ist

Einen Consumer-UV-Drucker zu bauen klang am Anfang einfach.

Industrietechnologie nehmen, kleiner und günstiger machen. Doch wir haben schnell gemerkt, dass es nicht so einfach ist. Consumer-UV-Druck ist etwas völlig anderes als Filament-3D-Druck.

Ein UV-Drucker muss direkt auf fertige Objekte drucken. Du möchtest auf Metall, Acryl, Glas, Holz, Leder und viele weitere Materialien drucken.

Wir haben uns immer wieder praktische Fragen gestellt: Was werden Leute wirklich bedrucken? Wie kann eine Maschine so viele verschiedene Materialien verarbeiten und dabei präzise und einfach bleiben?

Das 23.000-Euro-Monster in unserem Büro

Wir haben getan, was neugierige Ingenieure eben so tun: Wir kauften einen industriellen UV-Drucker, um zu verstehen, was möglich ist. Ein kolossales Gerät für über 23.000 Euro.

Wir waren so begeistert, dass wir tatsächlich die Bürotür aus den Angeln nahmen, um es hereinzubekommen. Aber nach all dem Aufwand mussten wir feststellen: Es konnte nur bis A3-Format drucken.

Nicht nur riesig und teuer, es erforderte auch professionelle Installation, regelmäßige Wartungseinsätze und monatliche Servicegebühren.

Als wir die Lieferanten fragten, ob es nicht kleinere Maschinen für Privatanwender gibt, war ihre Antwort bezeichnend: „Auf unserem Markt geht es nicht darum, was du willst, sondern darum, das zu kaufen, was wir verkaufen."

In dem Moment wussten wir: Wir müssen etwas völlig anderes bauen. Wir steckten uns drei ambitionierte Ziele:

• Ein Zehntel der Größe – leicht genug, um es allein zu tragen, und kompakt genug für jeden Schreibtisch.
• Zehnmal smarter und benutzerfreundlicher – UV-Druck so einfach wie ein Foto ausdrucken.
• Und das zu einem Zehntel des Preises industrieller Maschinen.

Von 2D zu 3D

Unsere Entwicklung planten wir in zwei klaren Phasen. Die erste Phase (gestartet im Dezember 2023) konzentrierte sich auf die Schaffung eines persönlichen UV-Druckers mit industrieller Druckqualität.

2024 besuchten wir Fachmessen, auf denen hochwertige UV-Drucker – Maschinen im fünfstelligen Bereich – strukturierte Reliefeffekte demonstrierten, hauptsächlich für die Kunstreproduktion.

Da kam uns ein Gedanke: „Wollen wir wirklich nur etwas für flache Oberflächen bauen?"

Letztendlich entschieden wir uns, 3D-Texturfunktionen hinzuzufügen. Was natürlich seinen Preis hatte.

Vier technische Herausforderungen prägten den E1

UV-Drucker für den Schreibtisch gibt es bereits, aber die meisten sind für kontrollierte Umgebungen und geschulte Bediener konzipiert.

Beim E1 war das anders. Er sollte in normalen Räumen funktionieren und manuelle Einstellungen auf ein Minimum reduzieren.

Während der Entwicklung formten vier Probleme fast jeden Aspekt des Designs. Sie zu lösen wurde das Herzstück des E1.

1. Die Herausforderung des Farbsystems

UV-Farbe härtet unter UV-Licht aus. Sie ist leicht korrosiv und reagiert mit Sauerstoff.

Unser erster Ansatz nutzte gängige Schläuche und Pumpen aus der Industrietechnik. Sie leckten, härteten aus und rissen schon nach kurzer Zeit.

Wir testeten mehrere Pumpenoptionen, aber keine funktionierte zuverlässig genug für den täglichen Gebrauch.

Nach monatelangen Tests kamen wir zu dem Schluss: Wir mussten unser eigenes Farbversorgungssystem von Grund auf neu entwickeln. Das war nicht Teil unseres ursprünglichen Plans und verzögerte das Projekt, aber es gab einfach keine bestehende Lösung, die unsere Anforderungen erfüllte.

2. Das duale Laser-Erkennungssystem

Wir wollten, dass du Objekte einfach in den Drucker legst, ohne der Maschine vorher sagen zu müssen, um welches Material es sich handelt.

Dafür musste der Drucker irgendwie „sehen" können, was du hineingelegt hast.

Das größte Problem stellten transparente Materialien dar. Anfangs versuchten wir es mit optischer Erkennung, aber durchsichtige Objekte wie Glas oder Acryl sind für herkömmliche Sensoren praktisch unsichtbar.

Licht geht durch sie hindurch und wird gebrochen, was die Höhenerkennung mit Standardmethoden unmöglich machte.

Doch wie kann ein System transparente und undurchsichtige Objekte sowie weiche und harte Materialien gleichzeitig erfassen?

Die meisten Sensoren funktionieren gut für eine Art, versagen aber bei anderen.

Nach umfangreichen Tests entwickelten wir ein kreuzförmiges duales Lasersystem mit seitlich abstrahlendem Licht in einem bestimmten Winkel.

Dieses Erkennungsmuster identifizierte erfolgreich sogar komplett durchsichtige Objekte.

Um die Genauigkeit über das gesamte Druckbett zu gewährleisten, entwickelten wir eigene kugelförmige Rotationsstrukturen auf beiden Seiten der Maschine.

Diese verstellbaren Halterungen ermöglichen eine präzise Kalibrierung der Laserwinkel.

Auch optisch komplex, dieses System liefert stabile, konsistente Erkennungsergebnisse bei praktisch allen Materialien.

3. Die Präzisions-Bewegungsherausforderung

Für professionelle Ergebnisse brauchten wir eine Genauigkeit von 30 Mikrometern (etwa ein Drittel der Breite eines menschlichen Haares). Das ist deutlich präziser als typische Consumer-3D-Drucker, die bei rund 400 Mikrometern arbeiten.

Die wahre Schwierigkeit lag in der beidseitigen Präzision. Beim 2D-Druck bewegt sich der Druckkopf in eine Richtung. Beim 2.5D-Druck fährt die Plattform immer wieder vor und zurück, und wir brauchten dieselben 30 Mikrometer in beide Richtungen.

Unser Y-Achsen-Design durchlief mehrere komplette Überarbeitungen. Das ursprüngliche X-Achsen-Design nutzte einen einarmigen Freiträger-Ansatz zur Gewichtsersparnis, war aber nicht stabil genug.

Letztendlich setzten wir auf ein einteiliges Druckguss-Metallbauteil, das industrielle Fertigungstechniken erforderte. Jede Achse hat ihre eigene Aufgabe:

• Z-Achse: Misst die Höhe
• Y-Achse: Bewegt sich vor und zurück
• X-Achse: Bewegt sich seitwärts

Diese drei Achsen perfekt aufeinander abgestimmt zu halten, während sie sich schnell bewegen, das war eine unserer größten technischen Herausforderungen.

Erhabener Texturdruck basiert normalerweise darauf, viele dünne Schichten aufzubauen. Eine typische Schicht liegt zwischen dreißig und fünfzig Mikrometern.

Für fünf Millimeter Höhe sind mehr als hundert Schichten nötig. Jede Schicht wird als separates Bild gedruckt. Die Plattform bewegt sich, druckt erneut. Das ist langsam und verbraucht viel Farbe.

Wir entwickelten zwei Algorithmen, um das zu lösen:

1. Ein 3D-Jetting-Algorithmus, der 1 mm Höhe in einem einzigen Durchgang aufbaut, das reduziert die benötigten Schichten von über 100 auf nur 5 für eine 5-mm-Textur.
2. Ein verbesserter RIP-Algorithmus (Raster Image Processing), der die Druckkopfdüsen effizienter nutzt und mehr Output pro Durchgang liefert.

Diese Algorithmen reduzierten Druckzeit und Farbverbrauch für Texturdruck drastisch und machten das Feature im Alltag wirklich nutzbar.

4. Die modulare Design-Lösung

In industriellen Umgebungen braucht man für das Bedrucken von Tassen, Handyhüllen und Wasserflaschen jeweils eigene Maschinen.

Wir erreichten Multifunktionalität in einer einzigen Maschine durch den Austausch von Y-Achsen-Modulen: Die obere Rahmenstruktur, die X-Achsen-Bewegung und der Farbweg bleiben unverändert, während unterschiedliche Y-Achsen-Bewegungsarten verschiedene Materialformen ermöglichen.

Das fertige Produkt-Ökosystem besteht aus dem Hauptgerät plus Zubehör. Ähnlich wie bei einem Kamerasystem, bei dem der Körper upgegradet wird, aber das Zubehör kompatibel bleibt.

Besonders erwähnenswert: Der Rundumdruck auf Objekten wie Tassen ist extrem schwierig. Tassenräder mit Gummiringen können instabil sein:

• Zu viel Druck: Das Objekt löst sich vom Rad
• Zu wenig Druck: Es kommt zum Verrutschen
• Harte Materialien: Risiko von Oberflächenschäden
• Weiche Materialien: Erfordern spezielle Haftbehandlung

Schließlich erweiterten wir unsere Druckmöglichkeiten um Objekte, an die wir anfangs gar nicht gedacht hatten.

Teesets und Drohnen zum Beispiel, Dinge, die wir vorher nicht auf dem Schirm hatten, aber jetzt problemlos bedrucken können.

Ausblick

Seit dem Launch des eufyMake E1 war die Resonanz größer als erwartet. Zu sehen, wie begeistert die Leute auf den Drucker reagieren, hat uns bestätigt: Es gibt einen echten Bedarf an zugänglichem UV-Druck.

Gleichzeitig entdeckt immer mehr Wettbewerb den Markt. Das bedeutet: Es wird spannender. Mehr Wettbewerb treibt alle an, sich zu verbessern, und zeigt gleichzeitig, dass der Markt wächst und die Produkte reifer werden.

Wir sind stolz und zufrieden mit dem, was wir gebaut haben, aber wir wissen auch, dass noch mehr zu tun ist. Bald erhalten die ersten Kundinnen und Kunden ihre Drucker.

Die kommende Zeit wird der eigentliche Härtetest, weil der tägliche Gebrauch immer Details aufdeckt, die Labortests nicht zeigen können.

Wir freuen uns darauf und fühlen uns gleichzeitig unter Strom. Funktionen werden weiter verfeinert, und wir bereiten uns auf jedes mögliche Problem vor, das dir begegnen könnte.