Nachbearbeitung von 3D-Drucken aus Harz

Eines der größten Mankos des Harz-3D-Drucks ist die zeitaufwändige Nachbearbeitung der fertigen Drucke. In diesem Leitfaden gehen wir darauf ein, wie die Nachbearbeitung erfolgen sollte und welche Werkzeuge dafür notwendig sind.

Anleitung zur Nachbearbeitung von 3D-Drucken aus Harz

Nach jedem erfolgreichen Druckvorgang mit einem Harz-3D-Drucker werden die Druckerzeugnisse zunächst von flüssigen Harzresten befreit. Andernfalls kann es zum Verlust von Details und zur Bildung von Konturen kommen.

Auch die Druckplattform muss gereinigt werden, da sie selbst nach mehrminütiger Entleerung noch mit einem Harzfilm überzogen ist. Da die gedruckten Produkte nach dem Druck noch weich sind, müssen sie auch nachgehärtet werden.

All dies sollte mit der entsprechenden Schutzausrüstung geschehen.

Eine Schutzbrille ist nützlich, aber nicht unbedingt notwendig. Gesichtsmasken und Handschuhe sind jedoch ein Muss. Die chemischen Eigenschaften des flüssigen Harzes sind gefährlich. Wenn Sie ohne Handschuhe arbeiten, riskieren Sie nach kurzer Zeit Hautreizungen. Im schlimmsten Fall kann dies zum Absterben von Gewebe führen.

Der Gesichtsmundschutz schützt vor Problemen, die durch giftige Dämpfe verursacht werden.

Reinigung des Harz-3D-Druckers

Die Reinigung eines Harz-3D-Druckers ist zeitaufwändig. Es ist wichtig, mit einer Unterlage zu arbeiten, um eine Verschmutzung des Tisches oder der Arbeitsfläche zu vermeiden. Neben Mundschutz und Handschuhen sollten Sie ausreichend Küchen- oder Toilettenpapier und einen Abfallsack bereithalten.

Nach Abschluss des Druckvorgangs sollten Sie das überschüssige Harz von der Druckplattform und dem gedruckten Modell ablassen. Wenn Sie den Vorgang beschleunigen möchten, halten Sie die Platte schräg. Bei Thingiverse finden Sie Adapter, mit denen Sie die Druckplatte schräg über den Harzbehälter hängen können.

Ziehen Sie nun die Handschuhe an und entfernen Sie die Plattform.

Wischen Sie erfahrungsgemäß die restlichen Anhaftungen mit Küchen- oder Toilettenpapier ab. Danach lösen Sie die Objekte vorsichtig mit einem Spatel oder einer Klinge von der Plattform. Objekte, die noch weich und glitschig sind, lassen sich nur schwer entfernen. Arbeiten Sie daher vorsichtig.

Legen Sie die Drucke nach dem Entfernen in einen Behälter mit Isopropanol und schwenken Sie den Behälter hin und her, bis der oberflächliche Harzfilm abgewaschen ist.

Sie können die Druckplatte zusammen mit den daran hängenden Objekten abspülen und reinigen. Das ist bequemer und weniger zeitaufwändig. Außerdem verbrauchen Sie weniger Papierhandtücher und die fertigen Druckobjekte lassen sich leichter entfernen.

Letztlich ist die Größe des Reinigungsbehälters wichtig.

Um ein gutes Endergebnis zu erzielen, waschen Sie das überschüssige Harz aus den Ecken und Ritzen aus. Hängen Sie die Plattform und die Druckerzeugnisse nicht einfach in das Isopropanolbad. Bewegen Sie die Plattform zumindest hin und her oder rühren Sie die Flüssigkeit um. Sie können auch weiche Zahnbürsten und Pinsel verwenden, um tiefe Rillen zu reinigen.

Wenn Sie den Prozess automatisieren wollen, besorgen Sie sich einen Magnetrührer. Die gibt es schon für wenig Geld (ab etwa $30 bei Walmart). Eine weitere Option sind große Behälter mit Verschlussmöglichkeiten. Wenn Sie die Plattform nicht mit der Hand im Badezimmer halten möchten, können Sie selbst eine Halterung anfertigen oder eine geeignete Lösung von Thingiverse oder anderen STL-Seiten herunterladen und ausdrucken.

Die Bewegung der Flüssigkeit sorgt für eine gleichmäßige Reinigung. Bei sehr detaillierten Objekten empfiehlt es sich, die Ausrichtung der Druckplattform mehrmals zu ändern. Nur so kann der Isopropanolstrom in alle Wölbungen und Vertiefungen gelangen.

Erfahrungsgemäß reichen etwa fünf Minuten im Magnetrührer aus, um die Plattform und das Druckobjekt sauber zu bekommen. Aber auch Ultraschallreinigungsgeräte funktionieren,

Nach dem ersten Reinigungsvorgang spülen Sie das Modell kurz in einem zweiten Behälter ab. Im ersten Behälter sammelt sich schon nach wenigen Spülgängen viel Harz an. Um alles perfekt sauber zu bekommen, sollte der Waschzyklus daher in einem zweiten, sauberen Isopropanol-Bad wiederholt werden.

Nach einer kurzen Trocknungsphase trennen Sie die Druckerzeugnisse von der Plattform. Seien Sie dabei vorsichtig, denn das Harz ist noch weich und anfällig für Abdrücke. Nehmen Sie dazu eine Cuttermesser-Klinge und schieben Sie sie in einem flachen Winkel unter eine Ecke des Objekts. Danach schieben Sie einen Spatel zwischen die Klinge und das Druckbett. Das funktioniert sehr gut, ohne dass die Gefahr besteht, dass die fertigen Druckobjekte beschädigt werden.

Bevor Sie fortfahren, lassen Sie die Objekte ausreichend trocknen. Seien Sie geduldig, sonst entstehen weiße Flecken auf den noch nassen Stellen. Wenn Sie es eilig haben, können Sie den Prozess mit einem Ventilator oder Druckluft beschleunigen.

Nachhärtungsprozess

Da die nun sauberen Abdrücke noch nicht vollständig ausgehärtet sind, müssen sie unter einer UV-Lampe mit einer auf das Harz abgestimmten Lichtwellenlänge (normalerweise 405 nm) nachgehärtet werden. Geeignete Lampen, Nagellackhärtekammern oder Lichtleisten sind für etwa 20 $ erhältlich.

Um eine rundum gleichmäßige Aushärtung zu erreichen, sollte das Licht entweder von allen Seiten kommen oder das Objekt muss mehrmals umpositioniert werden. Dazu kann man eine billige Solardrehscheibe verwenden.

Die Nachhärtung dauert etwa fünf bis zehn Minuten.

Lassen Sie transparentes Harz nicht zu lange unter UV-Licht stehen. Sonst vergilbt es. Statt kristallklarer Drucke erhalten Sie dann rauchig aussehende Drucke.
Die Dauer der UV-Bestrahlung hängt vom verwendeten Harz ab. Wenn die Oberfläche nach mehr als zehn Minuten noch klebrig ist, wurde der Druck nicht gut gereinigt.

Alles in einer Lösung

Wenn Ihnen der gesamte Prozess immer noch zu zeitaufwändig ist, sollten Sie die Komplettlösungen von Anycubic, Elegoo und anderen Herstellern in Betracht ziehen. Die Rede ist von Wasch- und Aushärtungsstationen.

Diese Geräte sind eine Kombination aus Waschkabine und UV-Kammer. Die Anycubic Wash & Cure Station funktioniert auch mit Druckplattformen anderer Hersteller. Für einige Modelle, zum Beispiel den Elegoo Mars, müssen Sie einen Adapter drucken. Die Druckplattformen der Nova3d Elfin und der hauseigenen Anycubic Photon passen ohne Änderungen.

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Eine Wash & Cure Station sieht ähnlich aus wie ein Harzdrucker wie der Elegoo Mars. Es handelt sich um einen kleinen Kasten mit einem Display, Steuertasten und einer hohen, transparenten Kunststoffhaube. Unter der Haube befindet sich ein Ausleger, an dem die Druckplattform befestigt wird. Anders als beim SLA-Drucker ist diese jedoch nicht beweglich.

Das Gerät funktioniert gut und ist einfach zu bedienen.

Für die Reinigung wird ein geschlossener, verschließbarer Kunststoffbehälter verwendet. Dieser fasst bis zu 3,5 Liter Reinigungsflüssigkeit, zum Beispiel Isopropanol. Am Boden des Behälters befindet sich ein Magnetrührer. Der Rührer wird von einem in der Station installierten Motor angetrieben.

Zur Nachbearbeitung Ihres Harzdrucks nehmen Sie die Druckplattform aus dem Drucker und hängen sie kopfüber an den Arm der Wash & Cure Station. Wenn Ihr Behälter nicht bis oben hin gefüllt ist, können Sie die Plattform mithilfe eines im Lieferumfang enthaltenen Adapters tiefer hängen.

Alternativ können Sie die Drucke auch in einen Siebkorb legen und in den Waschtank absenken.

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Anschließend setzen Sie den Deckel auf die Station. Dadurch wird der Geruch des Isopropanols erheblich reduziert. Dann müssen Sie die Waschfunktion und die Zeit (2, 4 oder 6 Minuten) wählen und die Reinigung starten. Nach der Hälfte der Zeit hält der Magnetrührer kurz an und ändert dann seine Drehrichtung. Das sorgt für eine schöne gründliche Spülung. Nach Ablauf der Zeit schaltet sich der Magnetrührer automatisch ab.

Wir empfehlen einen kurzen zweiten Durchgang oder eine manuelle Spülung des Drucks in sauberem Isopropanol.

Legen Sie anschließend die Plattform aus, damit sie zusammen mit den gedruckten Objekten trocknen kann. Verschließen Sie den Behälter bei Nichtgebrauch luftdicht und stellen Sie ihn beiseite. Der nächste Schritt ist die Trennung von Objekt und Druckplattform. Nach dem vollständigen Trocknen wird die Nachhärtung fortgesetzt.

Als erstes kommt die im Lieferumfang enthaltene transparente Kunststoffplattform zum Einsatz. Setzen Sie sie in eine Aussparung in der Mitte des Geräts ein und bestücken Sie sie mit den trockenen Druckobjekten. Setzen Sie die Kunststoffhaube wieder auf, wählen Sie die Aushärtungsfunktion und die Zeitspanne und starten Sie den Prozess.

Die am Ausleger angebrachten LEDs mit einer Lichtwellenlänge von 365 nm und 405 nm beginnen zu leuchten und die Plattform beginnt, sich langsam zu drehen. Nach Ablauf der Zeit nehmen Sie die nun sauberen und ausgehärteten Abdrücke heraus.

Obwohl bei der Arbeit mit der Wash&Cure-Station Handschuhe und Gesichtsmasken erforderlich sind, ist der Gesamtaufwand und die Menge der verwendeten Papierhandtücher geringer. Auch die Geruchsentwicklung ist deutlich geringer als bei der manuellen Reinigung.

Insgesamt ist eine Wash&Cure-Station eine saubere und optisch ansprechende Lösung. Hier sind einige von uns empfohlene Wash & Cure-Stationen:

• Elegoo Mercury X
• Anycubic Wash & Cure
• Vevor Ultrasonic Cleaner
• Phrozen Cure V2
• Wanhao Boxman 1 Curing Station
• Anycubic Wash & Cure Plus

Alternative Reinigungsmittel

Obwohl die Reinigung mit Isopropanol üblich ist, gibt es auch gute Argumente dagegen. Die Hauptbedenken sind seine leichte Entflammbarkeit und Geruchsbildung. Aus diesen Gründen kann man sich für die Verwendung von speziellen Harzreinigern entscheiden, die hier Abhilfe schaffen sollen.

So hat zum Beispiel Resinwash von Druckwege nach den ersten Versuchen einen positiven Eindruck hinterlassen. Allerdings ist das Mittel nicht 100%ig geruchsneutral. Der größte Nachteil der Lösung ist der relativ hohe Preis.

Einige Hersteller produzieren auch Harz, das unter Wasser abgewaschen werden kann. Die Hauptvorteile dieser Lösung sind der niedrige Preis und die ständige Verfügbarkeit von Wasser. Allerdings benötigen Sie neben dem speziellen Harz auch noch Behälter, Magnetrührer oder sogar eine Wasch- und Aushärtungsstation, da das Harz niemals unter dem Wasserhahn abgewaschen werden darf.

Das gelöste Harz ist hochgiftig und darf nicht in den Wasserkreislauf gelangen. Wenn Sie also mit Wasser arbeiten, müssen Sie es auffangen und entsorgen oder verdunsten lassen, so wie es bei Isopropanol der Fall ist.

Obwohl wasserauswaschbares Harz auch leicht brennbar ist und stinkt, ist es billiger, es mit Bioethanol oder Spiritus zu reinigen. In unserem Testlabor verwenden wir jedoch lieber das klassische Isopropanol.

Bei allen Methoden der Nachbearbeitung von Harzdrucken gibt es einen kleinen Trick, um die Reinigungsflüssigkeit länger verwenden zu können. Hier ist er: Wenn sich etwas Harz im Waschbehälter angesammelt hat, lassen Sie ihn ein paar Tage stehen, damit sich das Harz auf dem Boden absetzen kann. Gießen Sie dann die saubere Flüssigkeit vorsichtig in einen anderen Behälter. Schließlich entsorgen Sie den mit Harz gesättigten Rückstand.

Wenn sich das Harz nicht richtig absetzt, setzen Sie es dem UV-Licht aus. Das Harz flockt dann aus und kann mit einem Farbfilter herausgefiltert werden. Achten Sie darauf, dass Sie bei dieser Arbeit Handschuhe und Gesichtsmasken tragen.

Schlussfolgerung

Wenn Sie sich gut vorbereiten und über die richtigen Werkzeuge verfügen, können Sie den Reinigungs- und Trocknungsprozess des Harzes leicht und mit wenig Schmutz bewältigen.

Sie brauchen zwar nicht unbedingt eine spezielle Waschstation, aber wir empfehlen Ihnen, sich eine zuzulegen. Uns hat die Wash & Cure Station von Anycubic sehr gut gefallen, da sie einfach zu bedienen ist und ein schönes Design hat.

Wenn Sie keine Aushärtungsstation kaufen möchten, sollten Sie zumindest einen Magnetrührer kaufen. Das wird Ihren Arbeitsaufwand erheblich reduzieren.