3DBenchy

Das #3DBenchy (oft 3DBenchy oder nur Benchy) ist ein 3D-Modell, das zum Benchmarking von 3D-Druckern und ihrer Materialien verwendet wird. Das ursprünglich am 9. April 2015 als STL-Datei veröffentlichte Modell wird vom Autor als „the jolly 3D printing torture-test“ (etwa „der fröhliche 3D-Druck-Stresstest“) beschrieben.

Das originale 3DBenchy

Allgemeines

Das Modell wurde von dem Schweden Daniel Norée erstellt. Es kann kostenlos heruntergeladen und unter Namensnennung verbreitet werden (lizenziert unter einer CC-BY-ND-Lizenz), ist jedoch nicht quelloffen. Es sind somit lizenzbedingt keine Modifikationen erlaubt. Unter anderem durch die Verfügbarkeit und seine Eigenschaften, die unterschiedliche Schwierigkeiten für die Drucker darstellen, sowie das vergleichsweise kleine Volumen und die Kürze der Druckzeit ist es eines der beliebtesten 3D-Druck-Objekte. Bereits im November 2017 war es mit 350.000 Downloads das am häufigsten heruntergeladene sowie das am häufigsten gedruckte („Makes“) und zu Sammlungen hinzugefügte Modell auf Thingiverse. 2020 wurde eine Download-Marke von 2 Millionen überschritten. Stand Januar 2023 ist das Modell auf Thingiverse das am häufigsten favorisierte sowie jenes mit den meisten Makes. Aufgrund seiner Popularität wird es von vielen Druckerherstellern als Beispiel-Modell mitgeliefert und kann sozusagen als das Hello World! für den ersten Funktionstest eines 3D-Druckers verstanden werden.

Eigenschaften

Das Modell ist 60 mm lang und 31 mm breit und verfügt über viele exakt definierte geometrische Formen, um die Präzision und Fähigkeiten unterschiedlicher 3D-Drucker zu testen. Hierzu gehören z. B. der flache Dachüberhang und der gekrümmte Rumpf, die Abmessungen unterschiedlich geformter Fenster/Türen/Bullaugen oder des zylindrischen Schlots, eine Namensplakette am Heck sowie ein Schriftzug auf der Grundplatte. Das Modell ist (mit Ausnahme der Schriftzüge) vertikal links/rechts spiegelsymmetrisch. Mit den empfohlenen Vergleichseinstellungen (0,2 mm Schichthöhe, 10 % Infill, 50 mm/s Druckgeschwindigkeit) kann das Modell in durchschnittlich einer Stunde gedruckt werden.

Obwohl das Modell einen Schlepper darstellt und den Anschein erweckt, schwimmfähig zu sein, kentert es im Wasser sofort und wird bestenfalls durch den hydrostatischen Auftrieb über Wasser gehalten.

Das bislang kleinste gedruckte 3DBenchy wurde im Oktober 2020 von niederländischen Wissenschaftlern mittels 3D-Mikrofabrikation (Zwei-Photonen-Lithographie) mit einer Druckauflösung von ca. 100 nm hergestellt, es ist mit nur 10 µm Länge 6000 Mal kleiner als ein Standard-Benchy.

Rumpflinie

Eine besondere Schwierigkeit für FDM-Drucker ist es, den Rumpf des 3DBenchy zu drucken; bei vielen Druckern entsteht hierbei eine charakteristische, horizontale Linie um den Rumpf. Als Ursache wurde lange mangelhafte Verarbeitung einfacher 3D-Drucker vermutet, jedoch kamen Experten von Prusa Research 2022 zum Schluss, dass dieses Problem vielmehr auf die besondere Geometrie und die Materialeigenschaften (insbesondere den Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie die Abkühlung beim Drucken) zurückzuführen ist. Die „berüchtigte Rumpflinie“ lässt sich zwar durch eine manuelle Manipulation des G-Code umgehen, jedoch wird es laut Angaben von Prusa Research vermutlich niemals eine universelle Lösung des Problems geben.

SpeedBoatRace-Challenge

Nachdem die Druckzeit eines 3DBenchy auf marktüblichen Druckern über eine Stunde – auf dem populären Prusa i3 MK3S+ z. B. mehr als zwei Stunden – beträgt, setzte sich Annex Engineering im Dezember 2020 zum Ziel, besonders den FDM-3D-Druck zu beschleunigen.

Zu diesem Zweck rief Annex Engineering die SpeedBoatRace-Challenge ins Leben, bei der ein 3DBenchy schnellstmöglich gedruckt werden soll. Das Regelwerk definiert hierbei grundlegende Voraussetzungen sowie Druckparameter, die etwas von den ursprünglichen Empfehlungen abweichen. Die maximale Schichthöhe wird z. B. mit 0,25 mm definiert, die Materialauswahl ist eingeschränkt, weil bestimmte mit Füllstoffen versehene Filamente Defekte verdecken könnten. Es werden nur mit Schrittmotoren gesteuerte FDM-Drucker zugelassen. Die Anforderungen an die Präzision und das Erscheinungsbild sind recht lose definiert, es wird jedoch gefordert, dass der Druck vollständig fertiggestellt wird und die räumlichen Ausmessungen verhältnismäßig akkurat nachgebildet sind. Des Weiteren ist es erforderlich, den kompletten Druckprozess gemeinsam mit einer laufenden Stoppuhr zu filmen sowie die vollständigen Druck- bzw. Druckerparameter zu veröffentlichen.

Im Laufe der Challenge wurden die Rekorde auf deutlich unter 10 Minuten gedrückt, seit Anfang 2022 gibt es auch erschwingliche 3D-Drucker für Endkonsumenten, die ohne spezielle Kenntnisse des Anwenders in deutlich unter 30 Minuten qualitativ zufriedenstellende Druckergebnisse für ein 3DBenchy liefern.

Rekordentwicklung

Zeit	Art	Name	Datum	Druckermodell	Anmerkung
02:05:00	Qualität	Tschechien Prusa Research	September 2017	Prusa i3 MK3/S/S+	nicht modifiziert (Vergleichswert)
00:19:11	Qualität	Tschechien Prusa Research	29. März 2023	Prusa i3 MK4	nicht modifiziert (Vergleichswert)
00:16:30	Qualität	China Volksrepublik Yifan Wu (Bambu Lab)	9. September 2022	Bambu Lab X1	nicht modifiziert (Vergleichswert)
00:12:38	Qualität	China Volksrepublik Bambu Lab	02. Mai 2022	Bambu Lab X1	nicht modifiziert, manuell modifizierter GCode
00:12:24	Geschwindigkeit	Vereinigte Staaten Keith Sachs (Annex Engineering)	19. Dezember 2020	Chhogori (K2)	nicht modifiziert, ursprünglicher Ersteintrag von Annex
00:13:50	Qualität	Deutschland Albert Kelnberger (247printing)	5. April 2022	LDO Voron 0.1	nicht modifiziert
00:08:48	Geschwindigkeit	Deutschland Albert Kelnberger (247printing)	29. April 2021	Voron 0	nicht modifiziert
00:08:59	Qualität	Deutschland Albert Kelnberger (247printing)	20. Dezember 2021	Voron 0	modifiziert
00:04:35	Geschwindigkeit	Kanada Simon Vezina (Vez3D)	17. Oktober 2021	VzBoT	modifiziert
00:03:27	Geschwindigkeit	Deutschland Albert Kelnberger (247printing)	17. Oktober 2021	Voron 0	modifiziert
00:02:43	Geschwindigkeit	Fail Fast!	5. Februar 2022	Voron 0.1	modifiziert
00:02:25	Geschwindigkeit	Deutschland Albert Kelnberger (247printing)	14. Mai 2023	247zeroB2	stark modifizierer Voron 0

Siehe auch

• Utah teapot
• Stanford Bunny

Weblinks

• Offizielle Website

Anmerkungen

1. Infill ist der in Prozent ausgedrückte Anteil an Füllung in einem 3D-Modell. Das bedeutet, ein Objekt mit einem Infill von 0 % ist innen hohl, wogegen ein Objekt mit einem Infill von 100 % innen ausgefüllt bzw. völlig fest ist.

Einzelnachweise

1. About #3DBenchy. In: 3dbenchy.com. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
2. Recycling all my 3DBenchys into new Filament. In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
3. Ozgen Ozlen: Handbook of Research on Consumption, Media, and Popular Culture in the Global Age. IGI Global, 2019, ISBN 978-1-5225-8492-6 (google.at [abgerufen am 18. Februar 2023]). 
4. Chatting with Daniel Noree of OpenRC and 3DBenchy! In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
5. Sarah Anderson Goehrke: #3DBenchy: A Little 3D Printed Boat Making Big Waves as the Most-Printed Object. In: 3dprint.com. 1. November 2017, abgerufen am 26. Januar 2023. 
6. G. Suharjanto & J.P. Adi: Design and manufacture of polylacticacid (PLA) filament storage for 3-dimensional printing with composite material. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Band 998, 2022, S. 5 (iop.org [PDF]). 
7. #3DBenchy Features. In: 3dbenchy.com. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
8. #3DBenchy Measure and calibrate. In: 3dbenchy.com. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
9. Rachel P. Doherty, Thijs Varkevisser, Margot Teunisse, Jonas Hoecht, Stefania Ketzetzi, Samia Ouhajjia & Daniela J. Kraft: Catalytically propelled 3D printed colloidal microswimmers. In: Soft Matter. Band 46, 2020 (rsc.org [abgerufen am 27. Januar 2023]). 
10. Die Benchy-Rumpflinie. In: help.prusa3d.com. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
11. 3D BENCHY auf Printables. In: printables.com. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
12. Annex Engineering: #SpeedBoatRace Challenge - Lets End 2020 with a Bang auf YouTube, 19. Dezember 2020, abgerufen am 18. Februar 2023 (englisch).
13. Printables 3D BENCHY. In: printables.com. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
14. Original Prusa MK4 is here. In: blog.prusa3d.com. Abgerufen am 2. Oktober 2023. 
15. High Speed Print at Quality. In: wiki.bambulab.com. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
16. Benchy Printed in 12min38s | Bambu Lab X1 Series | CoreXY. In: YouTube. Abgerufen am 20. April 2023. 
17. #SpeedBoatRace - Smashing the Current (at the Time) Record. In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
18. LDO Voron0.1: SpeedQuality 3DBenchy! In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
19. STOCK VORON ZERO: 3DBenchy in 08:48 (mm:ss). In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
20. The FASTEST 3DBenchy at QUALITY ? In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
21. #SpeedBoatRace 4:35min. 4Th and final attempt. In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
22. 3DBenchy printed in 03:27 (mm:ss). In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
23. 02:43 (mm:ss) 3dBenchy. In: YouTube. Abgerufen am 26. Januar 2023. 
24. WORLD'S FASTEST 3DBENCHY print - 02:25 (mm:ss) on 247zeroB2. In: YouTube. Abgerufen am 2. August 2023.