Harzdruck

Dieser Abschnitt behandelt wichtige Praktiken für Einsteiger ins Resin-Drucken, die eine ähnliche Maschinenausstattung anstreben.

Resin-Drucke. Das Benchy rechts hat Standard-Benchy-Größe – zeigt, wie klein Resin-Drucke sein können.

Vor dem Start

Es wird dringend empfohlen, ein umfassendes YouTube-Video über Resin-3D-Druck für Anfänger anzusehen. Dieses Video kann Anleitung zur Einrichtung geben und häufige Probleme behandeln. Wir schlagen dieses von vor Teaching Tech.

Unbekannte Aspekte des Resin-Drucks

Während Resin-Drucke hochwertige Ergebnisse liefern, wird die umfangreiche Nachbearbeitung häufig nicht erwähnt. Das Reinigen des Vats und der gesamten Einrichtung nach jedem Druck kann etwa eine Stunde in Anspruch nehmen.

Ein separater Arbeitsplatz ist notwendig. Wählen Sie einen Bereich, der leicht zu reinigen ist und kleinere Verschüttungen verkraftet. Silikonmatten und Kontaktpapier auf Werkbänken erleichtern das Abschaben von Drucken und das Reinigen der Oberflächen.

Verschüttetes Harz ist giftig, schwer zu reinigen und beschädigt Teppiche. Aufgrund des starken Geruchs sind eine angemessene Belüftung und/oder Luftfilterung erforderlich.

Resin-Druck eignet sich am besten für spezifische Projekte oder wenn mehrere Drucke nacheinander anstehen. Harz sollte nicht über längere Zeit im Vat stehen bleiben; idealerweise alles innerhalb von 24 Stunden reinigen. Harz kann zwar für einige Tage im Vat bleiben, wenn es vor UV-Licht geschützt ist, muss aber vor dem nächsten Druck umgerührt werden. Es wird empfohlen, die Zeit, die Harz im Vat steht, zu begrenzen.

Resin-Druck bietet unvergleichliche Qualität, erfordert jedoch Bewusstsein für den Reinigungsaufwand.

Aufrüstung auf eine Flexplatte

Die Aufrüstung auf eine Flexplatte kann das Entfernen von Drucken vereinfachen. Diese magnetischen Baubasen können den Prozess erleichtern.

Das Entfernen von Drucken von der Bauplatte ist beim Resin-Druck schwieriger als beim FDM-Druck. Vorsicht ist notwendig, um keine Sauerei zu verursachen, und einige Drucke lassen sich nur schwer ohne Beschädigung entfernen. Das Abheben der Drucke von der Bauplatte oder das Drucken in einem Winkel wird oft empfohlen, da große flache Flächen schwer zu entfernen sein können.

Flexplatten sind entscheidend für ein vereinfachtes Entfernen von Teilen. Ein einfaches Biegen der Flexplatte trennt die Teile.

Vorbereitung des Arbeitsplatzes

Ein gut ausgestatteter Arbeitsplatz ist notwendig, um Resin-Drucke zu entfernen und zu reinigen. Wesentliche Gegenstände sind eine große Silikonmatte, Kontaktpapier, eine flexible Bauplatte und Nitrilhandschuhe. Latexhandschuhe sollten vermieden werden.

Harz darf nicht auf die Haut gelangen, daher sind häufige Handschuhwechsel erforderlich. Handschuhe werden beim Eingießen von Harz in das Vat und beim Reinigen der Drucke benötigt. Rechnen Sie mit mindestens ein bis zwei Paar Handschuhen pro Druck.

Da Harz durch UV-Licht härtet, sollten Sonnenlicht oder UV-Einstrahlung auf das Harz-Vat vermieden werden. Es wird empfohlen, eine Abdeckung für das Vat zu drucken, wenn es nicht benutzt wird, und Harz nicht über längere Zeit im Vat zu belassen. Bei großen Fenstern, die Sonnenlicht hereinlassen, sollte der Deckel auf dem Resin-Drucker sein. Selbst bei minimaler Lichteinstrahlung ist es wichtig, die UV-Belastung des Vats zu minimieren.

Isopropylalkohol ist zum Reinigen notwendig. Denaturierter Alkohol ist eine Alternative. Für größere Drucke werden erhebliche Mengen Isopropylalkohol benötigt. Isopropylalkohol ist nützlich zum Reinigen des Vats und von Werkzeugen wie Spachteln.

Die FEP-Folie an der Unterseite des Vats ist ein Verschleißteil, das ersetzt werden muss. Zusätzliche FEP-Folien in passender Größe für den Drucker sollten gekauft werden.

Die Budgetplanung für Resin-Druck umfasst die Kosten für den Drucker, die Flexplatte, Silikonmatte, Kontaktpapier, Alkohol, Ersatz-FEP-Folien, Harz, Reinigungsbehälter, Handschuhe und andere wichtige Arbeitsplatzausstattung.

Slicing für Resin-Druck

Beim Resin-Druck werden typischerweise Slicer wie ChiTuBox, die häufig mit Druckern wie denen von Elegoo verwendet werden. Die Einrichtung eines neuen Druckers in ChiTuBox ist in der Regel unkompliziert, mit Standardeinstellungen, die oft gute Ergebnisse liefern. Allerdings können Belichtungs- und Aushärtungszeiten je nach verwendetem Drucker und Harz erheblich variieren.

Monochrome LCD-Drucker lassen mehr UV-Licht passieren, was zu schnelleren Aushärtungszeiten gegenüber Standard-LCD-Druckern führt. Transparente Harze härten ebenfalls schneller als undurchsichtige – manchmal in der Hälfte der Zeit. Beispielsweise können bei einem monochromen Drucker wie dem Elegoo Saturn 3 Ultra transparente Schichten in 50-Mikron-Höhe in etwa 3 Sekunden aushärten, während schwarze undurchsichtige Harzschichten etwa 6 Sekunden benötigen können. Größere Schichthöhen erfordern ebenfalls längere Aushärtungszeiten. Beachten Sie, dass dies speziell für LCD-Resin-Druck, der ganze Schichten gleichzeitig aushärtet, gilt. Laser-Resin-Drucker wie jene von FormLabs arbeiten anders und sind tendenziell langsamer.

Beim Konfigurieren von Stützstrukturen orientieren sich viele erfahrene Anwender an Support-Einstellungs-Guides oder Video-Tutorials. Eine häufig zitierte Methode sieht schwere Stützen an schwebenden Bereichen, mittlere Stützen an steilen Winkeln und leichte Stützen an kleinen Merkmalen vor. Manuelles Hinzufügen von Stützen kann zeitaufwändig sein, ist aber oft zuverlässiger als die automatische Generierung von Stützen, die Drucke beschädigen oder ungestützte Bereiche hinterlassen kann.

Die Ausrichtung von Drucken beim Resin-Druck unterscheidet sich ebenfalls vom FDM-Druck. Vermeiden Sie große, flache Flächen, die die Bauplatte berühren. Neigen Sie stattdessen die Drucke so, dass nur eine minimale Fläche die Platte berührt, oder heben Sie das gesamte Modell mit der Einstellung "Z Lift Height" an – typischerweise um 5 mm – und fügen Sie Stützen an den schwebenden Bereichen hinzu. Große flache Kontakte können das Entfernen von der Bauplatte nahezu unmöglich machen.

Resin-Slicer unterstützen nur vollsolid oder hohle Drucke - es gibt keine Option für bestimmte Infill-Prozentzahlen. Die meisten Drucke werden als solide Modelle ausgeführt, die mehr Material verbrauchen als typische FDM-Drucke. Beim Drucken hohler Modelle müssen Ablasslöcher hinzugefügt werden, damit nicht ausgehärtetes Harz abfließen kann. Ohne diese Löcher bleibt Harz eingeschlossen, was Aushärtungs- und Strukturprobleme verursacht. Eine Erhöhung der Wandstärke hilft, Verzug bei hohlen Drucken zu vermeiden, aber Überhänge können weiterhin Probleme bereiten, da der Slicer möglicherweise Stützstrukturen innerhalb des Modells erzeugt.

Reinigung und Aushärtung

Bevor ein Druck von der Bauplatte entfernt wird, bereiten Sie ein Vat mit Isopropyl- oder denaturiertem Alkohol vor, das groß genug ist, um den Druck zu tauchen. Die Verwendung von zwei Vats kann hilfreich sein – eines zum ersten Abspülen und ein weiteres zur Endreinigung. Diese Methode verhindert eine schnelle Kontamination der Reinigungsflüssigkeit und hilft, Alkohol zu sparen, wenn mehrere Drucke verarbeitet werden.

Das Entfernen von Stützen bevor Teile in Alkohol gelegt werden ist ideal, um das Modell nicht zu beschädigen. Sobald die Stützen entfernt sind, legen Sie das Teil in das erste Vat und bürsten es mit einer Zahnbürste, um nicht ausgehärtetes Harz zu entfernen. Während dieses Vorgangs werden Nitrilhandschuhe empfohlen. Das Bewegen/Agitieren des Alkohols unterstützt die Reinigung, und Geräte wie der Elegoo Mercury oder Mercury XS können diesen Prozess vereinfachen, indem sie Agitation und Aushärtung in einer Station kombinieren.

Nach der ersten Wäsche das Modell für 10–15 Minuten in ein zweites, saubereres Vat überführen. Periodisches Agitieren während dieser Zeit verbessert das Ergebnis. Sobald das erste Vat zu stark kontaminiert ist, kann es (wie unten beschrieben) gereinigt und gegen das zweite ausgetauscht werden, und der Zyklus mit frischem Alkohol fortgesetzt werden.

Nach dem zweiten Bad sollte das Teil UV-gehärtetwerden. Dies kann mit einer Aushärtungsstation oder einer DIY-Anordnung in einer mit reflektierendem Material ausgekleideten Box mit UV-LED-Streifen erfolgen. Eine rotierende Plattform wie ein Lazy Susan sorgt für gleichmäßige Aushärtung. Alternativ können Teile etwa 15 Minuten direktem Sonnenlicht ausgesetzt werden. Allerdings kann übermäßige UV-Belastung zu Überhärtung und dadurch zu Sprödigkeit führen.

Nach dem Nachhärten können transparente Teile trüb erscheinen oder ihren Glanz verlieren. Ein kurzer Sprühauftrag von klarer Glanzlack kann die Transparenz wiederherstellen und die optische Qualität des Drucks verbessern.

Gebrauchten Alkohol zu reinigen ist nicht einfach und sollte niemals in einen Abfluss gekippt werden. Eine sichere Methode besteht darin, den Behälter ins Sonnenlicht zu stellen (mit sicherem Deckel, um Verdunstung zu verhindern), damit die UV-Strahlen die meisten Harzpartikel aushärten. Die Mischung kann dann durch ein Sieb gefiltert werden, wodurch ausgehärtetes Harz vom verwendbaren Alkohol getrennt wird. Der feste Abfall kann nach dem Aushärten sicher im normalen Müll entsorgt werden.

Materialhinweise

Resin-Drucke links vs. FDM mit einer 0,25-mm-Düse rechts

Alle in der SLA-Verarbeitung verwendeten Harze härten mit UV-Licht, das das Material auch nach der anfänglichen Aushärtung weiter beeinflusst. Mit der Zeit führt dies zu zunehmender Sprödigkeit, da langanhaltende UV-Belastung das Material weiter verhärtet. Dies ist eine gängige Einschränkung der meisten verfügbaren Harze.

Zum Beispiel können Harze wie eSUN Hard-Tough anfangs starke, schlagfeste Teile liefern. Nach zusätzlicher UV-Belastung über Tage oder Wochen können diese Teile jedoch spröde werden und zum Reißen neigen. Um dieses Problem zu mildern, kann ein UV-blockierender Primer aufgetragen werden, um weitere Belichtung zu verhindern. Obwohl dies das Aussehen des Drucks verändern kann, hilft es, die Festigkeit des Teils über die Zeit zu erhalten.

Für Anwendungen, die hohe mechanische Festigkeit verlangen, ist SLA-Resin-Druck möglicherweise nicht die ideale Lösung. Es gibt zwar anekdotische Berichte über verbesserte Ergebnisse durch Mischen von harten und flexiblen Harzen – zum Beispiel durch Kombination von Siraya Blu und Siraya Tenacious mit Siraya ABS - können die Ergebnisse variieren und erfordern Tests. Schutz-Topcoats wie transparente Glanzsprays können helfen, Haltbarkeit und Erscheinungsbild der Teile zu erhalten.

Trotz seiner Herausforderungen zeichnet sich Resin-3D-Druck durch die Herstellung hochdetaillierter Teile aus, insbesondere bei kleinen oder filigranen Designs. Er bringt jedoch auch mehr Sicherheitsbedenken und Prozesskomplexität mit sich als FDM-Druck. Mit angemessenen Sicherheitsmaßnahmen und Ausrüstung kann Resin-Druck jedoch für bestimmte Anwendungen außergewöhnliche Ergebnisse liefern.

Zusammenfassung:

• Resin-3D-Druck erzeugt außergewöhnlich detaillierte Teile, erfordert jedoch deutlich mehr Reinigung, Sicherheitsvorkehrungen und Arbeitsplatzvorbereitung als FDM-Druck.

• Ein dedizierter, gut belüfteter Arbeitsplatz mit Silikonmatten, Kontaktpapier und geeigneter Lagerung minimiert Harzverschüttungen und die Exposition gegenüber giftigen Dämpfen.

• Wesentliche Werkzeuge sind Nitrilhandschuhe, Isopropylalkohol zum Reinigen, Ersatz-FEP-Folien, eine Flexplatte für einfacheres Entfernen von Drucken und UV-Schutz, um ein vorzeitiges Aushärten zu verhindern.

• Das Slicing für Resin-Druck nutzt Software wie ChiTuBox; Aushärtungszeiten variieren je nach Harztyp, Drucker-LCD-Typ und Belichtungseinstellungen; Drucke sind typischerweise solide oder hohl mit zusätzlichen Ablauföffnungen.

• Die Reinigung gedruckter Modelle umfasst mehrere Isopropylalkohol-Bäder, Entfernen der Stützen, Agitation, UV-Aushärtung und verantwortungsvolle Entsorgung des Alkohols, um Kontamination zu vermeiden.

• Resin-Drucke können mit der Zeit durch fortgesetzte UV-Belastung spröde werden; die Haltbarkeit kann durch UV-sperrende Beschichtungen, Harzmischungen oder schützende Klarlacke verbessert werden.