Wie funktioniert ein Harz-3D-Druck? - Eine SLA-, DLP- und MSLA-Technologie

Der 3D-Druck auf Harzbasis hat die additive Fertigung in ungeahntem Maße revolutioniert. Harzbasierte Drucker verwenden flüssiges Photopolymerharz, das Schicht für Schicht durch eine Lichtquelle ausgehärtet wird. Die Oberflächen sind ebenso glatt und weisen mehr miteinander verbundene Details auf, die weit über die Präzision von 3D-Druckern auf Filamentbasis hinausgehen. Die am häufigsten verwendeten Verfahren sind Stereolithographie (SLA), Digital Light Processing (DLP) und Masked Stereolithography (MSLA).

Sie sind bei der Aushärtung von flüssigem Harz zu festen Objekten gleich, unterscheiden sich aber nur in der Art und Weise, wie das Licht präsentiert wird. Aufgrund der hohen Detailgenauigkeit wird der Kunstharzdruck in fast allen Arbeitsbereichen eingesetzt, von Schmuck und Zahnmedizin bis hin zum Prototypenbau und Miniaturen. Wissen, wie 3D-Druck für die Arbeit mit Harzen gibt Aufschluss darüber, welches Harz zu verwenden ist und wie die Druckeffizienz optimiert werden kann.

Was ist 3D-Druck mit Harz und wie funktioniert er?

Der Harz-3D-Druck verwendet flüssiges Photopolymerharz, das unter UV-Licht aushärtet. Es ermöglicht den Druck von Objekten mit exzellenten Details in den einzelnen Schichten und einer ausgezeichneten Oberfläche. Die Harzdrucker verwenden eine Lichtquelle, um das Harz auszuhärten. Dabei kann es sich um einen Laser, einen Projektor oder einen LCD-Bildschirm handeln, aber was auch immer es ist, es sorgt dafür, dass der Harzdruck Drucke von wirklich feiner Präzision erzeugt; das ist das, was am besten für den Druck von Modellen winziger oder winziger Teile verwendet wird, da sich das flüssige Harz in einem Bottich befindet und mit jeder verfestigten Schicht eine Bauplattform in die Flüssigkeit sinkt. Die Druckschritte erfordern eine zusätzliche Nachbearbeitung, die aus dem abschließenden Schleifen, Reinigen und Aushärten vor der Ausgabe besteht.

Arten von 3D-Drucktechnologien für Kunstharz

Es gibt drei Optionen, wenn es um den 3D-Druck mit Harz geht. Dazu gehören SLA, DLP und MSLA. SLA steht für Stereolithographie. Dabei wird ein Laser verwendet, der das Harz Punkt für Punkt aushärtet. Hochpräzise, aber aufgrund der langsamen Geschwindigkeit langsam in der Herstellung von Drucken. DLP projiziert das gesamte Bild auf das Harz, härtet also alle Schichten gleichzeitig aus und ist damit schneller als SLA. MSLA verwendet eine ähnliche Belichtung wie DLP von LCD-Bildschirmmasken, aber zu viel niedrigeren Kosten. Jede der Technologien hat ihre Stärken: SLA-Detailbeherrschung, DLP-Geschwindigkeit und MSLA-Wert. Es hängt alles von der Anwendung, den Anforderungen an die Druckqualität und dem Budget ab.

Was sind die grundlegenden Bestandteile von Harz-3D-Druckern?

Die aufsteigenden und abfallenden Formen erzeugen die Schichten, auf denen ein Laser, ein Projektor oder der LCD-Bildschirm eines Druckers aushärtet und zu einem festen Material wird, um sich mit jeder neuen Schicht zu verbinden. Die meisten Modelle verfügen über einen Touchscreen oder ein Bedienfeld zum Einstellen der Parameter. Es gibt einen eingebauten Z-Achsen-Motor, der die Bauplatte sanft bewegt. Die eingebaute UV-Schutzabdeckung und der Harzschutz halten unerwünschte Strahlung fern und gewährleisten bei ordnungsgemäßer Wartung die Lebensdauer eines qualitativ hochwertigen Druckers.

Wie härtet das Harz aus?

Es heilt das flüssige Harz aus dem 3D-Druck, indem es eine spezielle Lichtquelle auf den Photoinitiator richtet, der im Harz durch Photopolymerisation reagiert und dadurch zu einem Objekt aushärtet. Mit jeder Schicht, die im 3D-Druckverfahren gedruckt wird, entsteht am Ende ein Produkt, das durch Licht härter und stabiler wird. Dieses Modell wird dann in einer UV-Lampe oder im Sonnenlicht behandelt, um seine mechanischen Eigenschaften zu entwickeln, sobald es vollständig gedruckt ist. Die Teile sollten durch die richtige Aushärtung hart, steif und zäh werden. Teile, die zu stark ausgehärtet sind, können spröde werden, und Drucke von Teilen, die nicht gut ausgehärtet wurden, werden weich oder schwach.

Was sind die Vorteile des 3D-Drucks mit Harz gegenüber FDM?

Im Folgenden finden Sie einige Vorteile des 3D-Drucks mit Harz gegenüber FDM: Die Druckauflösung ist der wichtigste Unterschied. Kunstharz kann ultrahohe Details mit wirklich feinen Oberflächen bieten, was sie für wirklich komplexe Designs nützlich macht. Vor allem die bessere Haftung zwischen den Schichten führt zu Teilen mit feineren mechanischen Eigenschaften. Zu den weiteren Vorteilen gehört die Möglichkeit, komplizierte Geometrien zu drucken, ohne dass Schichtlinien vorhanden sind. Zu den Nachteilen des Kunstharzdrucks gehört die Tatsache, dass die beim Kunstharzdruck verwendeten Materialien sehr viel teurer sind und die massive Nachbearbeitung und sogar die chemische Belastung für die Umwelt und sogar für den Hersteller gefährlich sein kann. Dennoch bleibt er beliebt, wenn die Anforderungen an die Präzision hoch sind. 

Typische Anwendungen des 3D-Drucks mit Harz.

Industrielle Anwendungen in verschiedenen Branchen, die ein hohes Maß an Präzision oder Details erfordern.

Der Kunstharzdruck findet seine ideale Verwendung im Dentalbereich, um gute, präzise Formen, Kronen und Aligner herzustellen. Juweliere drucken Kunstharz, um detailreiche Designs in ihren Gussstücken zu erstellen. Miniaturenhersteller sind Hobbyisten, die gerne Tabletop-Spiele mit hochwertigen Figuren spielen, und sie finden den Harzdrucker nützlich. Einige der medizinischen Anwendungen des Kunstharzdrucks sind anatomische Modelle und Prothetik. Ingenieure und Produktdesigner können problemlos schnelle Prototypen komplexer Teile herstellen. Der Harzdruck ist eine Voraussetzung für die hochauflösenden Industrien der 3D-Modellierung, da er vielseitig ist. Was sind die Herausforderungen bei der Verwendung eines Harz 3D-Drucke?

Die verwendeten Harze besitzen giftige Eigenschaften und müssen mit Handschuhen in gut belüfteten Räumen angefasst werden. Diese Methode erfordert deutlich mehr Zeit und Aufwand für die Nachbearbeitung mit Isopropylalkoholspülung und UV-Lichthärtung als der FDM-Druck. Auch die Betriebskosten von Harzdruckern sind viel höher, vor allem wegen der flüssigen Harze und weil Teile wie FEP-Folien sehr häufig gewechselt werden müssen. Andere mögliche Ursachen sind schlechte Haftung, schlechte Trägerstruktur und Fehler bei der Belichtung. All dies bedeutet, dass der Benutzer seinen Arbeitsablauf auf bessere Ausdrucke optimieren kann. 

Wie Sie Ihren Harz-3D-Drucker richtig warten und reinigen

Genauso wie das Führen eines Harze für den 3D-Druck Die ordnungsgemäße Funktion der Maschinen kann davon abhängen, dass sie sauber gehalten werden.

Eine regelmäßige Reinigung des Behälters verhindert das Verkleben von Harzen, das schließlich zu fehlerhaften Abdrücken führt. Der Boden der Wanne muss auf Kratzer und Schäden an der FEP-Folie untersucht und bei Bedarf ausgetauscht werden. Die Bauplatte muss nach jedem Druck gereinigt werden. Die Benutzer müssen die reibungslose Bewegung der Z-Achse überprüfen und den Drucker von Zeit zu Zeit kalibrieren, um ihn in einem einwandfreien Betriebszustand zu halten. Der Arbeitsbereich sollte stets sauber und aufgeräumt sein, was die Gefahr von Verunreinigungen verringert und zu qualitativ hochwertigen Ausdrucken führt. Die Lebensdauer des Druckers erhöht sich mit seiner Leistung in allen seinen Techniken. 

Bewährte Praktiken für den effektiven 3D-Druck von Kunstharz

Die Benutzer sollten dazu angehalten werden, die besten Praktiken für den 3D-Druck mit Harz anzuwenden, um qualitativ hochwertige Drucke zu erhalten.

Die erste Schicht haftet gut, und es gibt keine misslungenen Drucke, wenn die Bauplatte richtig nivelliert wurde. Die richtigen Belichtungseinstellungen für den jeweiligen Harztyp verbessern die Genauigkeit der Drucke weiter. Unterstützende Strukturen werden an den richtigen Stellen hinzugefügt, so dass es zu keinen Verformungen kommt und empfindliche Teile gut gedruckt werden. Qualitativ hochwertige Harze, die für eine bestimmte Anwendung geeignet sind, verbessern die Stärke und die Details der Drucke.

Er lässt das Harz in einem kühlen, dunklen Raum ruhen, damit es nicht vorzeitig aushärtet und so lange wie möglich hält. Die Firmware und die Slicing-Software werden ziemlich häufig aktualisiert, damit Sie mit diesem Drucker besser drucken können. Das macht den Druck jedes Mal zu einem sicheren Erfolg.

Fazit

Hochauflösend im Harz-3D-Druck und erstellt ein Modell mit Qualität, glatten Oberflächen und feinsten Details durch Photopolymerisation.

Daher ist es wichtig, eine Auswahl zwischen SLA-, DLP- und MSLA-Technologien zu treffen, um zu verstehen, was für die jeweilige Person von größerem Nutzen ist. Wie auch immer, 3D-Druck von Kunststoffen hat eine ganze Reihe von Vorteilen gegenüber FDM, kann aber auch einige Nachteile mit sich bringen, wie z.B. Nachbearbeitung und Materialhandhabung sowie die Wartung des Druckers. Trotzdem findet der Harz-3D-Druck in immer mehr Bereichen Anwendung - von der Zahnmedizin bis zur Schmuckherstellung, vom Produktdesign bis zum Maschinenbau. Generell gilt, dass die richtige Pflege der Geräte und bewährte Praktiken den maximalen Nutzen beim Harzdruck und gute Drucke bringen können. 

FAQs

Wie unterscheiden sich SLA, DLP und MSLA voneinander?

SLA druckt alle Arbeitspunkte auf den Punkt eines Lasers. Ein DLP hat eine Methode, die sich "Gießen in einem Schuss" nennt, und MSLA verwendet das maskierte Licht eines LCDs.

Muss ein mit Harz bedruckter Artikel nachbearbeitet werden?

Ja, Harzdrucke müssen in Isopropylalkohol gewaschen und dann unter UV-Licht ausgehärtet werden, um das Material besser auf die Festigkeit vorzubereiten und überschüssiges Harz zu entfernen.

Wie schneidet der Harz-3D-Drucker im Vergleich zu FDM ab?

Im Vergleich dazu haben Resin-Drucke eine viel höhere Auflösung und sind viel detaillierter, aber auch lauter und erfordern viel mehr Nachbearbeitung und viel mehr Material als der FDM-Druck.

Ist es sicher, mit Harz 3D zu drucken?

Das Harz ist giftig. Der Benutzer sollte Handschuhe tragen, in einem gut belüfteten Raum arbeiten und alle Vorsichtsmaßnahmen ergreifen, um Hautkontakt und giftige Harzdämpfe zu vermeiden.

Ist der Harzdruck genauso stark wie der FDM-Druck?

Harzdrucke sind spröde und stark, aber zerbrechlich. Sie sind stärker als FDM-Drucke und eignen sich daher eher für sehr detaillierte Modelle als für funktionale Teile.