Resin 3D Drucker erfreuen sich aufgrund ihrer Detailgenauigkeit und der schnellen Druckmöglichkeit immer grösserer Beliebtheit. Bei diesem Druckverfahren wird die Druckplatte in ein mit «Kunstharz» gefülltes Becken getaucht. Eine Lichtquelle unter dem Becken, beleuchtet die Druckplatte mit UV-Licht und ein LCD-Bildschirm davor dient als Filter und dunkelt die Bereiche ab, wo das Harz nicht aushärten soll.
Auch ich habe mir, zusätzlich zum Filament-Drucker, einen kleinen Resin-Drucker angeschafft. Dies vor allem aus dem Gedanken, kleine Teile für den Modellbau zu erstellen, wie zum Beispiel auch spezielle Kupplungen, Kardanwellen für Getriebe, etc.
Eines vorweg: Nur einen Drucker, mit der gewünschten Grösse kaufen reicht hier nicht. So brauche ich für die Reinigung, das wiederverwenden des übrig gebliebenen Harzes und auch für das Aushärten des gedruckten Teils, weiteres Equipment.
Einer der grössten Nachteile des Harz-3D-Drucks ist die Nachbearbeitung. Stützen müssen entfernt werden, sowie die Verbindungspunkte mit einer Feile abgeschliffen werden. Die Teile müssen gewaschen und ausgehärtet werden, um die richtigen Endeigenschaften zu erreichen. Kurz gesagt, das Drucken mit dem Harz-Drucker kann in drei grosse Schritte unterteilt werden: Drucken, Reinigung und Aushärtung.
Bevor die Druckerzeugnisse zum endgültigen Aushärten unter eine UV-Lampe kommen, müssen die von Harzanhaftungen befreit und gereinigt werden. Die Reinigung umfasst sowohl das gedruckte Teil, wie auch einige Komponenten des Druckers, zum Beispiel der Resintank und die Druckplatte.
Bei der Aushärtung mittels UV-Licht, bekommt das ausgedruckte Teil, nach dem Entfernen der Stützen, etc. die abschliessende Festigkeit und gewünschten Eigenschaften.
Resin
Bereits vor dem Druck stellt sich also die Frage: «Welches Resin soll es denn sein?» So gibt es, je nach Anwendungszweck, Harze mit verschiedenen Materialeigenschaften. Als Einsteiger sind es vor allem folgende beiden Gruppen:
- Standard Resin eignet sich für viele Anwendungen und zeichnet sich durch eine hohe Steifigkeit und strukturelle Integrität aus. Die Reinigung erfolgt mittels Isopropanol/Ethanol, etc.
- Wasserabwaschbare 3D-Druckharze bieten eine Reinigung durch das Auswaschen mit Wasser. Es ist wie das Standard Harz, «universell» einsetzbar. Wasserabwaschbare Harze haben daher einen Vorteil im Reinigungsschritt.
Der grösste Vorteil der Reinigung mit Isopropanol/Ethanol besteht darin, dass diese Lösungsmittel nach der Reinigung sehr schnell verdunsten und eine lösungsmittelfreie, saubere Oberfläche hinterlassen. Der grösste Nachteil ist, dass diese Lösungsmittel als Gefahrgut gelten, somit in geeigneten Sammelstellen entsorgt werden müssen. Darüber hinaus entsteht bei der Anwendung ein unangenehmer Geruch.
Der Vorteil der Reinigung mit Wasser besteht darin, dass Wasser kostengünstig erhältlich ist und keinen zusätzlichen Geruch oder Dampf hinterlässt. Dennoch ist es wichtig, dass das verbrauchte Wasser nicht direkt in den Abfluss geleitet wird, da es noch Resten vom Harz enthält. Mit Wasser auswaschbare Harze haben Inhaltsstoffe, welche für Wasserlebewesen schädlich sein können.
Dieses Restwasser kann nun mit UV-Licht behandelt werden, damit das darin enthaltene Resin aushärtet. Ausgehärtetes Resin ist «ungiftig» und auch problemlos bei Hautkontakt. Dennoch soll das Wasser gefiltert werden, bevor es in den Abfluss eingeleitet wird. Die ausgehärteten Harzrückstände könnten dennoch den Ablauf verstopfen. Diese können problemlos mit dem Kehricht entsorgt werden.
Ein zweiter Nachteil ist, dass das Harz wasserlöslich ist. Das gedruckte Teil ist daher ebenfalls wasser- und feuchteempfindlich und kann nicht in einer nassen oder sehr feuchten Umgebung verwendet werden.
Schutz
Habe ich mich nun entschieden, mit welchem Material ich drucken will, muss auch darauf hingewiesen werden, dass ich mich richtig schütze.
Handelsübliches Resin besteht meist aus Mischungen von Acryl- Epoxid- und Vinyletherharzen. Der Druck mit flüssigem Harz ist daher nicht ohne Risiken. Aus gesundheitlichen Gründen sollte man den Hautkontakt mit dem nicht ausgehärteten Material unbedingt vermeiden. Neben Hautreizungen kann es zu allergischen Reaktionen führen.
- Bei der Arbeit mit dem Drucker sollte man daher immer mit Nitril- oder Vinylhandschuhen arbeiten. Diese bieten mehr Schutz und haben eine bessere chemische Beständigkeit im Gegensatz zu den herkömmlichen Latexhandschuhen.
- Für den Schutz der Augen eignet sich eine Schutzbrille.
- Der Arbeitsraum sollte ausreichend belüftet sein. Die Ausdünstungen während des Druckes sind hier nur ein Aspekt. Schliesslich landen diese dank der Druckraum-Abdeckungen nur zu einem kleinen Teil in der Raumluft.
Bei der Reinigung der fertigen Druckerzeugnisse mit 99,9-prozentigem Isopropanol kommt es ebenfalls zu Ausdünstungen und starker Geruchsbildung. - Um die eigene Gesundheit nicht zu gefährden, sollte man deshalb nur mit Atemschutz arbeiten. Dabei ist es wichtig, dass Schutzmasken mit Schutz vor Gasen getragen werden (z.B. Maske der Serie 6000, von 3M, mit Aktivkohlefilter).
Bitte beachten:
Vielfach werden im Web, FFP2-Masken empfohlen. Diese sind jedoch ungeeignet, da diese Partikel filtern, jedoch keine Gase.
Verbrauchsmaterial
Soll nach dem Druck das restliche Resin zurück in eine Flasche, sollte dieses gefiltert werden. Solche Resin-Filter sind als Eiwegprodukte, wie auch aus Metall, zur mehrfachen Nutzung erhältlich. Die mehrfach verwendbaren Filter müssen aber sehr gründlich gereinigt werden.
Die Folienböden der Resintanks gehören ebenfalls zum Verbrauchsmaterial. Zwar gehen die FEP-Folien nicht sofort kaputt, bei häufiger Nutzung oder unsachgemässer Behandlung ist es aber eine Frage der Zeit, bis sie unbrauchbar sind. Ersatzfolien gibt es entweder vom jeweiligen Druckerhersteller oder von Drittanbietern.
Nachbearbeitung
Wie bereits anfänglich erwähnt, drucke ich nur kleine Teile. Mein 3D-Drucker, ein Creality Halot-R6, ist auch nur dafür ausgelegt. Für die Reinigung der Druckerzeugnisse verwende ich primär ein Ultraschallbad. Zwar besitze ich auch eine Wash&Cure-Station, also ein Kombigerät für das Waschen und die Aushärtung, benutze diese jedoch ausschliesslich zur Aushärtung.
Bei kleinen Objekten kann es auch genügen, diese mit Isopropanol und einer Sprühflasche und gegebenenfalls einer weichen Zahnbürste zu reinigen. Ist das Druckerzeugnis grösser und/oder komplexer reicht das häufig nicht aus. Hier ist die Nutzung des Ultraschallbades angebracht, oder dann bei noch grösseren Teilen, die Verwendung der Wash&Cure-Station.
Während UV-Lampe, Kunststoffspachtel (im Lieferumfang des Druckers) und Feilen zur Nachbearbeitung nur einmal benötigt werden, sind andere Dinge, wie Baumwoll-Putzlappen, Haushaltspapier, Abdeckmaterial für den Arbeitsplatz, Filter, Schutzhandschuhe, etc. als Verbrauchsmaterial anzusehen.
Fazit
Das Vorbereiten, die Reinigung und das Aushärten und auch der anfallende Müll beim Abdecken der Arbeitsflächen, Reinigungstücher (Baumwolllappen und Haushaltspapier, Schutzhandschuhe, Lösungsmittel zur Reinigung, etc.), ist auch der Grund, wieso ich das Resin-Druckverfahren nicht generell für alles im Modellbau verwenden will.
Die Arbeit mit Resin bedeutet mehr Aufwand, als der Druck mit Filament. Um die eigene Gesundheit nicht zu gefährden, sollte grundsätzlich mit Maske und Handschuhen gearbeitet werden. Wer eine Sprühflasche zur Reinigung benutzt, braucht zusätzlich eine Schutzbrille.
Wer viel druckt, sollte beispielsweise immer einen kleinen Vorrat an Isopropanol/Ethanol, Filter und FEP-Folien und natürlich Einweg-Schutzhandschuhe zu Hause haben.
Nun wünsche ich viel Spass beim Resin-Druck.