Archiv Januar 2014

Ersetzen der Silikonschicht beim UV-Harzdrucker B9Creator

Letzte Aktualisierung am 10. Juni 2014.

Beim 3D-Drucken mit dem B9-Creator wird mit Hilfe eines Beamers Schichtweise UV-Harz gehärtet und so in eine Form verwandelt, die nach dem Druck aus dem restlichen noch flüssigen Harz genommen wird. Damit das Harz sich beim Härten nicht mit der Acrylglas-Druckwanne (in den Anleitungen Vat genannt) verbindet, wird eine Beschichtung aus Silikon (PDMS) benutzt. Diese geht leider nach wenigen Drucken kaputt und muss daher regelmäßig erneuert werden.

Wir haben uns für Silikon der Marke Wacker Elastosil 601 mit Shore-Härtegrad 45 entschieden. Es ist im Unterschied zum im Original verwendeten Sylgard 184 lokal erhältlich und hat sogar etwas bessere Klebeeigenschaften am Acrylglas der Druckwanne. Wir werden sehen und berichten, wie es sich mit der Haltbarkeit bei 3D-Drucken verhält.

Zur Erfolgreichen Reparatur der PDMS-Beschichtung mit dem Elastosil benutzt man ab Besten einen Nivelliertisch. Hat man keinen zur Hand, so funktioniert die Do-it-Yourself-Variante bestens: stellt man eine Wasserwaage auf eine Platte mit drei Nivellierschrauben, lässt sich jede Unebenheit schnell ausgleichen.

Für das Anrühren des Silikons empfielt sich eine Briefwaage, da man zwei Komponenten mit jeweils 45g und 5g anmischen muss. Eine auf 1g genaue Waage produziert bei einer Menge von 5g unter Umständen einen Fehler von 10%, da man ja nicht erfährt, ob sich gerade 4.5g oder 5.4g im Becher befinden. Briefwaagen zeigen Zehntelgramm an und haben daher dieses Problem nicht. Mit Briefwaagen und Messbechern sollte ein solches Mischverhältnis daher gut zu erreichen sein.

Da es sich beim UV-Harzdruck um ein optisches Verfahren handelt, bei welchem das Objekt von unten mit UV-Licht bestrahlt wird, ist es wichtig, dass das Silikon möglichst keine Luftblasen enthält, welche die Lichtstrahlen ablenken und stören können. Das von uns verwendete Elastosil besitzt eine hohe Viskosität und braucht daher eigentlich nicht extra entlüftet zu werden, wenn das oben genannte Mischungsverhältnis genau genug ist. Eventuelle Bläschen steigen von alleine auf und zerplatzen an der Oberfläche.

Beheizt man die Wanne zum Aushärten des Silikons auf maximal 70°C, kann sie bereits nach 3-4 Stunden wieder benutzt werden. Allerdings entsteht dabei eine erhöhte Gefahr, dass nicht alle Luftblasen im Silikon bis an die Oberfläche gelangen, bevor es fertig ausgehärtet ist. Ohne Hitze dauert das Aushärten des Silikons bis zu 48h, wodurch das Silikon allerdings wahrscheinlicher blasenfrei ist. Es lohnt sich daher, mit einer Zweitwanne zu arbeiten, um den B9Creator in Betrieb halten zu können.

 
Artec-Drache von Thingiverse
Zum Test haben wir den Drachen von artec3d auf Thingiverse gedruckt. Durch fälschlicherweise unterschiedliche Z-Achsen-Einstellungen im Slicer und Druckprogramm ist dabei eine Streckung enstanden. Verblüffenderweise kann sich das Druckresultat dennoch sehen lassen. Es entsprechen 100 Micron des originalen Objekts 88.5 Micron im oben abgebildeten Druck.

Säulen als Stützstruktur im 3D-Druck

Letzte Aktualisierung am 10. Juni 2014.

Im 3D-Druck werden Objekte üblicherweise erstellt, indem wie mit einer Heissklebepistole mehrere Schichten Plastik aufeinander aufgetragen werden. Das funktioniert mit Objekten, welche eine würfel- oder pyramidenähnliche Form haben hervorragend, doch wenn das Objekt mehr als nur Vorsprünge hat (Brücken zwischen Teilobjekten etc.), kann es notwendig werden, Stützstrukturen einzuarbeiten. Diese werden von den 3D-Slicerprogrammen wie z.B. Cura oder slic3r oft selbstständig erstellt. Es handelt sich dabei um weniger stark ausgeprägte Plastikstrukturen, welche nicht viel Druck aushalten (anders als die zum Objekt gehörenden Strukturen), aber genug Halt bieten, dass die Plastikfäden des Druckers darauf halten können und das Objekt druckbar wird.

Mit den automatisch erzeugten Stützstrukturen kann bei viele Projekten bereits brauchbar gearbeitet werden. Allerdings benötigen die normalerweise erzeugten Stützklötze oder Rautenstrukturen relativ viel Plastik und auch Druckzeit.

Bei dieser Problematik setzt die Software, welche beim B9Creator-UV-Drucker mitgeliefert wird, an: statt einem Raster aus Vierecken werden hier Säulen gedruckt, welche nicht so viel Zeit und Plastik in Anspruch nehmen. Da ein gewisses Mass an Überhang im 3D-Druck akzeptabel ist, können diese Säulen praktisch in jeder Orientierung ausgedruckt werden und das 3D-Objekt zusammenhalten.

 
Die Software des b9creator erzeugt Säulen statt der herkömmlichen Rauten-Supportstrukturen, um Objekte druckbar zu machen, welche am unteren Ende nicht zusammen hängen.
Die Software des b9creator erzeugt Säulen statt der herkömmlichen Rauten-Supportstrukturen, um Objekte druckbar zu machen, welche am unteren Ende nicht zusammen hängen.

Wie man hier einfach erkennen kann, ist es im Anschluss an den Druck auch viel einfacher, die erzeugten Supportstrukturen (hier die Säulen) vom eigentlichen Objekt zu trennen, da sie, anders als beispielsweise angehängte Rautenstrukturen, nur eine sehr kleine Berührungsfläche haben.

Eine andere Software, welche diese Technik anwendet, ist Meshmixer. Wahrscheinlich wird sie jedoch bald auch im Rest der 3D-Druck-Software Anwendung finden.

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