3D-Drucker: Resin

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Für ein bestmögliches Endresultat müssen 3D-Drucke richtig nachbearbeitet werden. TechStage zeigt die richtigen Kniffe und Tools im Umgang mit Drucken aus UV-empfindlichen Harz.

Bei Druckobjekten aus Resin ist durch die extrem geringe Schichthöhe grundsätzlich weniger Nacharbeit nötig als bei Objekten aus dem FDM-Drucker. Um ein bestmögliches Endergebnis zu bekommen, gibt es trotzdem einige Dinge, die man beachten muss.

Dieser Ratgeber erscheint in unserer Themenwelt 3D-Drucker. Hier gibt es neben Einzeltests von konkreten Geräten wie dem Anycubic Mono X (Testbericht) auch generelle Ratgeber, wie unsere Artikel Kostenlose Vorlagen für den 3D-Drucker und 3D-Drucker: Alle wichtigen Informationen für den Einstieg.

In unserem Artikel Top 10: Die besten 3D-Drucker für Filament und Resin im Vergleich zeigen wir, welche Geräte in den Einzeltests am meisten überzeugt haben.

Grundsätzlich gilt: Je niedriger die Schichthöhe ausfällt, desto glatter ist das fertige Druckergebnis und desto weniger Nacharbeit fällt beispielsweise beim Abschleifen an. Die Druckzeit ist bei einer hohen Auflösung zwar deutlich länger, aber der Zeitaufwand lohnt sich insbesondere für feine Details.

Der Druck sollte immer ausreichend stabil sein, da es sonst im Zuge der Nachbearbeitung oder auch durch auftretende Materialspannung beim Nachhärten schnell zu unschönen Rissen oder Beschädigungen kommt. Bei ausgehöhlten Objekten sind wir in Sachen Außenwandstärke deshalb lieber etwas großzügiger als es zwingend notwendig wäre. Während theoretisch schon 1,5 bis 2,5 mm ausreichen, nutzen wir sicherheitshalber Wandstärken zwischen 3,5 und 6 mm und haben damit ausschließlich gute Erfahrungen gemacht.

Die deutlich größeren Herausforderungen sind die Einstellungen für das Stützmaterial und die Ausrichtung auf der Druckplattform. Hier muss man im Zweifel verschiedene Settings testen, um für die eigenen Objekte und das genutzte Resin ideale Einstellungen zu finden. Auch wenn häufig davon abgeraten wird, Objekte direkt auf der Druckplattform zu platzieren und stattdessen immer auf einem Brim oder mindestens auf einer Supportstruktur zu drucken, haben wir damit gute Erfahrungen gemacht. Allerdings gibt es hierbei eine entscheidende Einschränkung, denn bei dieser Methode entsteht immer eine Art Elefantenfuß. Geht es auch bei den untersten Schichten um Maßhaltigkeit, beispielsweise um mehrere Teile zu verkleben, ist die Platzierung auf Support auf jeden Fall empfehlenswerter.

Die Supportstruktur selbst muss unbedingt stark genug ausgelegt werden, damit sich das Modell nicht während des Druckens löst. Im Lychee-Slicer nutzen wir die Einstellung Light deshalb nur bei kleinen und filigranen Objekten; beispielsweise bei Tabletop-Figuren. In den meisten Fällen kommen mittlere bis starke Unterstützungsstruktur zum Einsatz. Je kleiner die Kontaktfläche zwischen Stütze und Modell ausfällt, desto geringer sind zwar die Support-Marken, aber desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Modell löst. Im Zweifel sollte man auch hier lieber etwas großzügiger sein und mehr Zeit in die Nacharbeit investieren, als einen Fehldruck zu riskieren.

Ein weiterer Tipp ist das Teilen des Druckobjektes, um die Einzelteile mit so wenig Stützen wie möglich drucken zu können. Um ein 3D-Modell zu teilen, eignen sich zahlreiche Programme, wie beispielsweise der in Windows enthaltene 3D-Builder von Microsoft. Auf Thingiverse und anderen Download-Plattformen für Druckvorlagen sind einige der Dateien deshalb auch als mehrteiliges Modell erhältlich. Ein Beispiel dafür ist der in unserem Artikel Druckvorlagen kostenlos (Ratgeber) genannte Fillenium Malcon Easy Print Remix, der sich sowohl auf Resin- als auch auf FDM-Druckern ohne zusätzliche Stützen drucken lässt und im Nachhinein nur an einer Stelle verklebt werden muss.

Beim Umgang mit Resin und Isopropanol sollte man ausnahmslos mit Handschuhen und Atemschutz arbeiten. Das Tragen einer Schutzbrille ist ebenfalls empfehlenswert. Das gilt auch bei der Nachbearbeitung: Sowohl Schleifstaub als auch flüchtiges Isopropanol sind gesundheitsschädlich! Wer lange Freude am Hobby 3D-Druck haben möchte, sollte deshalb immer auf eine ausreichende Schutzausrüstung und eine ausreichende Lüftung achten.

Der erste Schritt nach dem eigentlichen Druckvorgang mit UV-Harz ist immer die Reinigung. Aus eigener Erfahrung sollten die Modelle mindestens drei verschiedene Reinigungsbäder durchlaufen. Dies fördert die Qualität des Endresultates und spart mittelfristig Reiniger. Im Vorwaschgang schwenken wir das frisch gedruckte Modell mehrmals per Hand in einem Gefäß mit Isopropanol. Die Flüssigkeit ist bereits nach wenigen Durchgängen schmutzig und milchig, was aber nicht weiter schlimm ist, da es hier letztlich nur darum geht, den Großteil des Resins grob wegzubekommen. Beim zweiten Bad in Wash&Cure-Station, Ultraschallreiniger oder Magnetrührer bleibt die Reinigungsflüssigkeit dank Vorbehandlung deutlich länger benutzbar. Hier werden jetzt nur noch die letzten flüssigen Harzanhaftungen in Ecken und Hohlräumen herausgespült. Im letzten Schritt sollte das nun saubere Modell noch einmal mit frischem Isopropanol abgespült werden, um letzte Spuren zu entfernen und eine möglichst einwandfreie Oberfläche zu erhalten. Vor dem Nachhärten unter der UV-Lampe, muss das Isopropanol vollkommen verdampft sein, da sonst weiße Flecken auf dem Modell entstehen.

Zum Thema Reinigung empfehlen wir unseren Ratgeber SLA-3D-Drucker: Reinigung vom Resin ohne große Sauerei.

Wie unsere Erfahrung zeigt muss es zur Reinigung auch nicht immer Isopropanol sein. Abgesehen von unter Wasser abwaschbarem Resin (Ratgeber: Resin-Sorten für 3D-Drucker), lassen sich auch Standard-Harze mit anderen Mitteln reinigen. So haben wir beispielsweise schon mit Bioethanol und handelsüblichem Brennspiritus gute Erfahrungen gemacht. Vorteil der beiden Mittel: Sie sind in vielen Shops verfügbar und kosten in der Regel weniger als Isopropanol.

Zu welchem Zeitpunkt man die Stützen entfernt, machen wir vom Objekt abhängig. Im Regelfall erledigen wir diesen Schritt vor dem Gang in die UV-Licht-Kammer, da das Material dann noch weich ist und sich leichter entfernen lässt. Nur bei sehr filigranen Objekten, wenn wir befürchten, etwas beim Entfernen des Stützmaterials zu beschädigen, machen wir diesen Arbeitsgang erst nach dem Aushärten. In der Praxis helfen hier Spitzzange und Bastelmesser.

Nach dem abschließenden Härten unter UV-Licht stehen die Korrekturen an der Oberfläche an. Um Restspuren der Stützen auf großflächigen Drucken zu entfernen, kommt feines Schleifpapier oder ein Schleifblock zum Einsatz. Bei kleinflächigen und schwer zugängliche Stellen ist das allerdings ungeeignet. In der Praxis hat sich hier die Nutzung eines Multitools mit entsprechenden Aufsätzen bewährt. Günstige Nachbauten des originalen Dremels sind ab etwa 30 Euro erhältlich und für die Arbeit am Modell locker ausreichend. Mehr dazu im Ratgeber Multitalent Dremel: Aufsätze und Alternativen. Bei der Arbeit muss allerdings vorsichtig vorgegangen werden: Zu hohe Umdrehungszahlen und starker Druck zerstören die verhältnismäßig empfindliche Kunststoff-Oberfläche der Ausdrucke.

Durch die sehr hohe Detailtreue sollte man grundsätzlich zu feinerem Schleifpapier greifen, als bei Drucken aus Filament, um die Oberfläche nicht zu zerkratzen. Wir benutzen Papier mit einer Körnung von 120 bis 140 und arbeiten uns dann bis zu einer Körnung von K800 bis K1200 vor. Ist man nach dem Schleifen noch nicht mit dem Endergebnis zufrieden, kann man zusätzlich mit Polierpapier oder Polier-Nagelfeilen nachhelfen und die Oberfläche so auf Hochglanz bringen.

Wer sichtbare Lücken zwischen Einzelteilen hat, beispielsweise durch Verzug beim Nachhärten, sollte mit einer Kunststoff-Feinspachtelmasse nacharbeiten und diese ebenfalls ordentlich nachschleifen.

Kleben

Zum Verkleben von Einzelteilen nutzen wir handelsüblichen Sekundenkleber. Hier haben wir sowohl mit Markenprodukten als auch mit Noname-Ware gute Erfahrungen gemacht. Damit der Kleber vernünftig und dauerhaft hält, sollte man die Kontaktfläche leicht anschleifen und anschließend sehr gründlich von Staub und Fettrückständen reinigen.

Lackieren und Bemalen von 3D-Drucken aus Resin ist grundsätzlich unproblematisch. Bevor es mit Airbrush-Pistole (Ratgeber) oder Pinsel weitergeht, muss das Objekt erst gänzlich von Schleifstaub befreit werden, um Haftungsprobleme zu vermeiden. Wenn möglich, empfehlen wir außerdem einige Tage zwischen Druck und Lackierung vergehen zu lassen, damit das Resin endgültig auslüften kann. Ansonsten gibt es im schlimmsten Fall Probleme mit der Haftung.

Außerdem empfehlen wir vor dem Endanstrich das Aufbringen einer Grundierung. Hier kann man mit einfacher Kunststoffgrundierung aus dem Modellbaubereich oder mit Sprühspachtel aus der Spraydose arbeiten. Der Vorteil der zweiten Variante: Sprühspachtel gleicht zusätzlich feinste Unebenheiten aus und sorgt so für ein noch ordentlichere Übergänge zwischen den einzelnen Schichten. Die Nutzung empfehlen wir allerdings nur, wenn die Details nicht zu filigran sind, denn die würden im Zweifel verloren gehen.

Beim Umgang mit der Spraydose gilt: Die einzelnen Schichten dürfen nicht zu dick sein, da sich sonst Tropfen (Läufer) bilden. Je nach Oberfläche sind für ein ordentliches Ergebnis mindestens zwei bis drei Durchgänge nötig. Zwischen den einzelnen Arbeitsschritten muss das aufgetragene Material immer ausreichend trocknen, was jedes Mal mindestens 30 Minuten dauert. Neben Standard-Lacken für Kunststoff erzielen auch Effekt-Lacke, beispielsweise im Stein-Look, sehr ansehnliche Ergebnisse. Die glatte Oberfläche geht dann zwar verloren, Details sind aber dennoch gut erkennbar. In der Praxis kommen auch auffällige Glitter-Lacke gut an. Um transparentes Resin vor dem Ausbleichen und Vergilben zu schützen, kommt Klarlack mit integriertem UV-Schutz zum Einsatz.

Wer seine Modelle per Hand bemalen möchte, sollte zu Acrylfarbe und Pinsel greifen. Die Nutzung ist unkompliziert und günstig, braucht aber Zeit und Übung. Nach jeder Farbe sollte unbedingt eine kurze Trocknungszeit einhalten werden. Acrylfarbe hält und deckt erfahrungsgemäß auch auf vollkommen unbearbeiteten Drucken. Mehr dazu im Ratgeber Miniaturen und 3D-Drucke bemalen.

Um eine hohe Haltbarkeit von Bemalung oder Lackierung zu erreichen, sollte man das fertige Objekt zusätzlich mit einer Schicht Klarlack schützen.

Wer seine 3D-Drucke mit Silikon abformen möchte, muss sie im Vorfeld mehrere Tage auslüften lassen und anschließend grundieren. Additionsvernetzende Silikone neigen ansonsten dazu, mit dem Resin zu reagieren und nicht komplett auszuhärten. Das Resultat ist eine schleimige Silikonschicht um das Modell – ein detailreicher Abdruck ist dann nicht möglich. Laut diverser Forenbeiträge hilft alternativ die Nutzung von kondensationsvernetzten Silikonen.

Wer seinen 3D-Drucken einen perfekten Look verpassen will, muss bei detaillierten Resin-Modellen deutlich weniger Arbeit investieren als bei FDM-Druckerzeugnissen. Aber auch beim Umgang mit UV-Harz gilt: Je akkurater die Vorarbeit ausfällt, desto perfekter wird das Endresultat.

Das gilt insbesondere für die Stützstruktur. Nur wenn diese korrekt gesetzt und die Nahtstellen vernünftig nachbearbeitet werden, gelingt ein makelloser Look.

Aus eigener Erfahrung lohnt sich bei häufiger Nutzung eines SLA-Druckers die Anschaffung einer Wash&Cure-Kammer (Ratgeber). Deren Nutzung ist bequem und erspart unnötige Sauerei während des Reinigungsprozesses.

Bei Fragen rund ums Thema bemalen und Lackieren empfehlen wir außerdem die Ratgeber Airbrush-Systeme für Einsteiger und Miniaturen und 3D-Drucke bemalen.

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