3D-Drucken mit Kunstharz: Funktionsweise und Anwendungen

3D-Druck von Kunstharz
3D-Druck von Kunstharz
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Für viele Anwender bleibt der 3D-Druck mit Kunstharz eine erstaunliche, wenn auch geheimnisvolle Technologie. Denn wie verwandelt Licht eine Flüssigkeit vor Ihren Augen in ein festes Objekt? Ganz zu schweigen davon, dass mit Harz gedruckte Objekte so unglaublich detailliert und glatt sind.

In diesem Leitfaden erhalten Sie einen Überblick über alles, was mit dem 3D-Druck mit Harz zu tun hat, wie er funktioniert, welche Materialien verwendet werden, die verschiedenen Arten von 3D-Druckharzen, gängige Anwendungen und mehr.

Was ist 3D-Druck auf Harzbasis?

Der Harz-3D-Druck, bei dem Photopolymerisationsverfahren zum Einsatz kommen, ist eine Fertigungstechnologie, bei der Objekte durch Verfestigung von Schichten aus lichtempfindliches Harz. Für diese Art des 3D-Drucks wird eine besondere Art von Maschine verwendet, ein sogenannter Harz-3D-Drucker.

Ein Harz-3D-Drucker besteht aus 4 Hauptteilen: einer Bauplattform, einer Lichtquelle, einem Behälter mit flüssigem Harz und einem Steuergerät. Schauen wir uns an, was jedes dieser Teile tut:

  • Die Bauplattform ist der Ort, an dem das Objekt, das mit Harz 3D-gedruckt wird, Schicht für Schicht aufgebaut wird. Je nach Druckertyp bewegt sich dieser Teil während des Drucks Ihrer Objekte entweder nach oben oder nach unten.
  • Die Lichtquelle ist normalerweise ein Laser, kann aber auch ein LCD-Panel oder sogar einen Projektor. Das Licht härtet das Harz aus und verfestigt es in der gewünschten Form. Es zeichnet im Wesentlichen den Querschnitt des zu druckenden Objekts auf die Oberfläche des Harzes.
  • Der Behälter mit flüssigem Harz ist der Tank, der das flüssige Harz enthält. In ihn wird das Objekt während des 3D-Druckverfahrens eingetaucht. Er besteht normalerweise aus durchsichtigem Kunststoff, damit das UV-Licht alle Bereiche des Harzes erreichen kann.
  • Der Controller ist das "Gehirn" des Druckers, das dem Laser oder der Lichtquelle sagt, was zu tun ist. Außerdem steuert er die Bewegung der Bauplattform und aller anderen Teile des Druckers.
   3D-Druckverfahren für Kunstharz
3D-Druckverfahren für Kunstharz
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Wie funktioniert der 3D-Druck mit Harz?

Harz wird in eine Wanne gegossen. Ein UV-Laser zeichnet den Querschnitt des zu bedruckenden Objekts auf die Oberfläche des Harzes. Das Licht härtet die Harzschicht aus. Der Vorgang wird so lange wiederholt, bis das gesamte Objekt gedruckt ist. Im Folgenden wird die Funktionsweise des 3D-Drucks mit Harz genauer erläutert.

3D-Druckverfahren für Kunstharz

Der Prozess des 3D-Drucks von Kunstharz kann von Anfang bis Ende in 4 Hauptschritte unterteilt werden: Modellierung, Schneiden, Drucken und Nachbearbeitung. Hier sind die Schritte des 3D-Drucks von Kunstharz im Detail.

1. Modellierung: Dies ist der erste Schritt in jedem 3D-Druckverfahren. Sie müssen ein 3D-Modell des Objekts erstellen, das Sie drucken möchten. computergestützter Entwurf (CAD) Programm. Sie können auch Modelle online finden, die bereit für den 3D-Druck sind.

2. Aufschneiden: Sobald Sie Ihr 3D-Modell haben, müssen Sie es in dünne Schichten zerlegen. Dies geschieht mit einem Slicing-Programm, das Ihr 3D-Modell in eine Reihe von Hunderten oder Tausenden von 2D-Querschnitten verwandelt.

3. Drucken: Jetzt ist es an der Zeit, Ihr Objekt zu drucken! Das Slicing-Programm, das Sie im vorherigen Schritt verwendet haben, erzeugt eine Datei namens STL oder G-Code die dem 3D-Drucker sagt, was zu tun ist. Der 3D-Drucker beginnt dann, Ihr Objekt Schicht für Schicht zu drucken, wobei die Lichtquelle zum Aushärten des Harzes verwendet wird.

Das Verfahren des 3D-Drucks mit Harz kann auf 3 wichtige Arten oder Techniken angewandt werden: SLA (Stereolithografie), DLP (digitale Lichtverarbeitung) und LCD (Flüssigkristallanzeige).

  • Beim SLA-Harz-3D-Druck bildet ein UV-Laser den Querschnitt des Objekts, das 3D-gedruckt werden soll, auf dem Harz ab.
  • Bei der DLP-Methode wird ein digitaler Bildschirm verwendet, um das Querschnittsbild des Objekts Schicht für Schicht zu projizieren.
  • Bei der LCD-Technik wird ein LCD-Bildschirm verwendet, um ein Bild jeder Schicht auf die Oberfläche der Bauplattform zu übertragen.

4. Nachbearbeitung: Der letzte Schritt besteht darin, Ihr Objekt von der Bauplattform zu entfernen und es zu säubern. Beim 3D-Druck mit Harz gibt es viele verschiedene Möglichkeiten der Nachbearbeitung.

  • Waschen: Der Druck wird in einen Behälter mit Isopropylalkohol (IPA) gelegt, um nicht ausgehärtetes Harz zu entfernen. Alternativ können Sie das Objekt in Wasser legen oder es auf Papiertüchern trocknen lassen.
  • Aushärtung: Der Druck wird in UV-Licht getaucht, um das Harz vollständig auszuhärten und härter zu machen.
  • Entfernung der Stütze: Wenn Ihr Druck Stützstrukturen aufweist, müssen Sie diese in diesem Stadium entfernen. Dies kann von Hand oder mit einem Werkzeug geschehen.
  • Schleifen/Polieren: Der Druck wird geschliffen und/oder poliert, um Unvollkommenheiten zu beseitigen und ihm eine glatte Oberfläche zu verleihen.
  • Patching: Sollten Löcher oder Risse im Druck vorhanden sein, können diese ausgebessert werden, um das Erscheinungsbild zu verbessern.
  • Fertigstellung: Der Druck kann nach Belieben bemalt oder anderweitig bearbeitet werden.

Materialien für den 3D-Druck aus Harz

Welche verschiedenen Arten von Harz gibt es für den 3D-Druck? Es gibt mehrere, und jede Art von Harz ist für bestimmte Anwendungen konzipiert. Die verschiedenen Arten dieser Harze lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen: Standardharze und eine Vielzahl fortschrittlicher 3D-Druckharze für funktionale Teile.

  • Standard-Harz: Standardharz ist die häufigste Art von Harz, die im 3D-Druck verwendet wird. Es ist für eine breite Palette von Anwendungen konzipiert und kann in verschiedenen Farben erhältlich sein.
  • Zähes Harz: Zähes Harz ist eine Art von Harz, das für Objekte bestimmt ist, die stark und haltbar sein müssen. Es wird häufig für Funktionsteile und Prototypen verwendet.
  • Flexibles Harz: Diese Art von Harz ist für Objekte gedacht, die flexibel sein müssen
  • Dauerhaftes Harz: Dauerhaftes Harz ist eine Art von Harz, das für Gegenstände bestimmt ist, die stark und widerstandsfähig gegen Abnutzung und Verschleiß sein müssen.
  • Gießbares Harz: Aufgrund seiner Fähigkeit, hochpräzise Modelle herzustellen, wird Gießharz häufig für Formen und Schmuck verwendet.
  • Klares Harz: Wie der Name schon sagt, ist klares Harz für die Herstellung von Gussformen, Beleuchtungsteilen und optischen Anwendungen bestimmt.
  • Zahnarztharz: Dies ist eine Art von 3D-Druckharz, das speziell für zahnmedizinische Anwendungen entwickelt wurde. Er kann für die Herstellung von Zahnersatz, Kronen und Brücken verwendet werden.
  • Hochtemperatur-Harz: Hochtemperaturharz ist für Objekte bestimmt, die hohen Temperaturen standhalten müssen, wie z. B. Gießerei- und Tiefziehteile.
 Aus Harz gedruckter 3D-Schmuck
Aus Harz gedruckter 3D-Schmuck
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Vorteile des 3D-Drucks mit Harz

Die Verwendung von Kunstharz zum Drucken von 3D-Objekten hat viele Vorteile gegenüber anderen 3D-Druckverfahren. Wenn Sie das Material für Ihre Prototyping-Bedürfnisse, die Produktion von Teilen oder einfach nur für den allgemeinen 3D-Druck in Betracht ziehen, finden Sie hier einige der Vorteile, die Sie erwarten können:.

3D-Druck mit Kunstharz ist detaillierter

Mit dem Harz-3D-Druck lassen sich sehr detaillierte und genaue Drucke erstellen. Dies liegt daran, dass das Material in sehr dünnen Schichten ausgehärtet wird, was eine höhere Detailgenauigkeit als bei anderen Methoden wie dem filamentbasierten 3D-Druck ermöglicht.

3D-Druck mit Kunstharz ist schneller

Das Verfahren des 3D-Drucks mit Harz, bei dem das Bild des Modells auf das Harz projiziert wird, ist ebenfalls ein viel schnelleres Verfahren. Durch die Verwendung von Licht kann jede Schicht sehr schnell ausgehärtet werden. Im Gegensatz zu anderen Methoden, wie z. B. den Druckdüsen, die lange Zeit brauchen, um sich auf der Bauplattform hin und her zu bewegen.

Harz-3D-Druck erzeugt glatte Oberflächen

Dank der dünnen Schichten, die für den 3D-Druck mit Harz charakteristisch sind, weist das Endprodukt glatte Oberflächen auf. Dies steht im Gegensatz zu Verfahren wie dem FDM-Druck, bei denen oft sichtbare Schichtlinien auf dem Endprodukt zurückbleiben.

Es gibt auch einige Nachteile bei der Verwendung von Harz-3D-Druckern, die jedoch nicht alle Benutzer in gleicher Weise betreffen.

  • Der 3D-Druck mit Kunstharz kann sowohl für die Maschine als auch für die benötigten Materialien recht kostspielig sein.
  • Der Prozess kann schmutzig und gefährlich sein, wenn er nicht richtig durchgeführt wird. Es ist wichtig, die notwendigen Vorsichtsmaßnahmen bei der Arbeit mit Harz. Zur Sicherheit beim 3D-Drucken von Kunststoffen gehört das Tragen von Handschuhen und Schutzbrillen.
  • Er erfordert mehr Nachbearbeitung als viele andere Verfahren. Die Nachbearbeitung beim Harz-3D-Druck umfasst häufig das Reinigen, Aushärten und Polieren des Drucks.
Harz-3D-Druck vs. FDM-Drucke
Harz-3D-Druck vs. FDM-Drucke
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Kunstharz-3D-Druck vs. FDM

Der Prozess des 3D-Drucks mit Harz ähnelt dem anderer additiver Fertigungsverfahren, wie dem 3D-Druck mit Filamenten. Es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede.

  • Zum einen verwenden Harz-3D-Drucker keine Spule mit Filamentmaterial wie FDM-Drucker, sondern einen Bottich mit flüssigem Harz.
  • Der 3D-Druck mit Kunstharz erzeugt auch detailliertere Drucke als FDM.
  • Was die Anforderungen an die Nachbearbeitung angeht, so ist der 3D-Druck von Kunstharz anspruchsvoller.
  • Der 3D-Druck mit Harz ist auch ein bisschen unordentlicher als andere additive Fertigungsverfahren. Der Grund dafür ist, dass das zu bedruckende Objekt in den Bottich mit dem flüssigen Harz eingetaucht wird.

Lohnt sich der 3D-Druck mit Kunstharz?

Die Antwort ist ein klares Ja! Die vielen Vorteile des Harz-3D-Drucks überwiegen bei weitem die wenigen Nachteile. Das Verfahren ist schnell, produziert sehr detaillierte und andere wichtige Fakten.

Der 3D-Druck mit Kunstharz bietet eine breite Palette von Anwendungen sowohl für den Verbraucher- als auch für den Industriemarkt. Zu den beliebtesten Anwendungen des Harz-3D-Drucks gehören:

  • Prototyping
  • Zahnmedizinische Anwendungen
  • Schmuckherstellung
  • Herstellung von Brillen
  • Herstellung von Miniaturen
  • Werkzeugbau und Fertigung

Tipps zum 3D-Druck mit Harz

Wenn Sie sich entschieden haben, dass der 3D-Druck mit Kunstharz die richtige Methode für Ihr Projekt ist, möchten Sie vielleicht wissen, wie Sie am besten vorgehen. Es gibt ein paar Tipps für den 3D-Druck mit Kunstharz, die Sie beachten sollten, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

1. Wählen Sie die richtige Art von Harz für den 3D-Druck. Nicht alle Harze sind gleich. Es gibt viele verschiedene Arten von Harzen auf dem Markt. Stellen Sie Nachforschungen an, um das Harz zu finden, das Ihren Anforderungen am besten entspricht.

2. Wenn Sie sich für den 3D-Druck von Harz interessieren, aber nicht über die nötige Ausrüstung oder Erfahrung verfügen, um es selbst zu tun, können Sie jederzeit einen 3D-Druck-Service.

3. Es gibt viele verschiedene Arten von 3D-Druckdiensten, die unterschiedliche Möglichkeiten und Preisstrukturen bieten. Es ist wichtig, dass Sie recherchieren, um einen für Sie geeigneten Dienst zu finden.

4. Wenn Sie sich für eine bestimmte Anwendung des 3D-Drucks für Ihr Projekt entschieden haben, können Sie damit beginnen, die verschiedenen Unternehmen zu recherchieren, die 3D-Druckdienste anbieten.

5. Wie immer sollten Sie Preise und Bewertungen vergleichen, bevor Sie Ihre endgültige Entscheidung treffen. Einige der Dinge, die Sie bei der Auswahl eines 3D-Druckdienstes beachten sollten, sind:

  • Die Art der verwendeten Geräte.
  • Die Arten von Materialien, die sie anbieten.
  • Ihre Preisstruktur.
  • Ihre Durchlaufzeit.
  • Ihr Kundendienst.

Schlussfolgerung

In der Welt des 3D-Drucks stehen viele verschiedene Verfahren und Technologien zur Auswahl. Jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Der Harz-3D-Druck ist ein schnelles, effizientes und genaues Verfahren, das hochwertige Drucke mit glatten Oberflächen erzeugt.

Das Verfahren kann zwar unübersichtlich sein, aber seine vielen Vorteile machen es zu einer guten Wahl für alle, die in den 3D-Druck einsteigen wollen, insbesondere für diejenigen, die präzise Prototypen und funktionale Produkte herstellen wollen.

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