Arten und Anwendungen von Harzen für 3D-Drucker

Der Harz-3D-Druck hat sich auf die gleiche Weise wie der FDM-3D-Druck weiterentwickelt, um für alle Arten von Anwendern verfügbar zu werden. Diese neue Bewegung in Richtung der Verwendung von Harz-3D-Druckern hat zur Entwicklung einer breiten Palette von Harzen mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen geführt.

In diesem Artikel werden wir versuchen, die Arten und Anwendungen der vorhandenen Harze für Harz-3D-Drucker (SLA, DLP, LED/LCD, LFS und etc.) zu erklären und zu verdeutlichen.

Arten von Harzen

Die meisten Anwender sind mit den Materialtypen innerhalb der FDM-Technologie vertraut, aber wenn sie mit dem 3D-Druck mit Harzen beginnen, stoßen sie oft auf das Problem des mangelnden Wissens über die Arten der Harze. Wie bei der FDM-Technologie gibt es auch bei den Harz-3D-Druckern zwei Hauptgruppen von Materialien: Standard und Advanced.

Standard-Harze

Ein Harz, das zur Herstellung von Teilen für die allgemeine Verwendung in jedem Harz-3D-Drucker verwendet wird, wird normalerweise als "Standardharz" bezeichnet. Harze, die zu dieser Kategorie gehören, haben eine gute Oberfläche und mäßige mechanische Eigenschaften, wie z. B. Harze mit ABS-ähnlichen Eigenschaften (zABS), Harze für den wirklich schnellen Druck (zUDP) oder sogar Harze, mit denen Sie die Farbe Ihrer Wahl erstellen können (Color Base Kit).

Bild 1: Mit Color Base Kit bedrucktes Teil. Quelle: Formlabs

Fortschrittliche Harze

Zu dieser Kategorie gehören alle Harze, die ideale mechanische Eigenschaften für funktionelle Anwendungen bieten oder die eine besondere Qualität aufweisen, die für bestimmte technische Anwendungen erforderlich ist. Innerhalb dieser Kategorie gibt es drei verschiedene Gruppen: Engineering, Dental und Castable.

Ingenieurharze sind Materialien, die entwickelt wurden, um die komplexesten technischen Probleme zu lösen, dank der Spezialisierung eines Materials für eine ganz bestimmte Anwendung. Sie können Materialien wie Grey Pro Resin finden, das sehr gute mechanische Eigenschaften, hohe geometrische Genauigkeit und gute Oberflächengüte vereint. Es gibt auch flexible Harze (Elastic Resin und Flexible Resin), die einen niedrigen Zugmodul und eine hohe Dehnung aufweisen, Eigenschaften, die für den Druck von Polsterelementen, Verpackungen, flexiblen oder ergonomischen Teilen geeignet sind. Es gibt Harze mit hoher Temperaturbeständigkeit (High Temp Resin), die mit ihrer geringen thermischen Ausdehnung und ihrem hohen Zugmodul dazu verwendet werden können, Modelle für Umwelttests, Formen und Master für Gieß- und Tiefziehvorgänge zu drucken, und zwar viel schneller, wirtschaftlicher und sogar genauer als mit herkömmlichen Methoden. Andere Materialien, die für diesen Sektor von großem Interesse sind, sind mit Glasfasern verstärkte Harze, die hohen Stößen (Rigid Resin) oder geringer Reibung und hoher Dehnung (Durable Resin) standhalten.

Bild 2: Mit Tough Resin hergestellte Drohne. Quelle: Formlabs

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei den Gruppen der fortschrittlichen Harze um spezialisierte Materialien, wobei der deutlichste Fall der der Dentalkunststoffe ist. Alle diese Materialien verfügen über ein Biokompatibilitätszertifikat, um die Gesundheit der für die zahnmedizinische Anwendung bestimmten Objekte zu gewährleisten. Fachleute in diesem Bereich verwenden diese Harze, um Modelle von Kronen und Brücken (Dental Sand A1-A2 Resin), chirurgischen Schablonen (Dental SG Resin), Schienen und Retainern (Dental LT Clear Resin) mit unglaublicher Genauigkeit und mit Materialkosten herzustellen, die viel niedriger sind als bei herkömmlichen Methoden.

Bild 3: Chirurgische Führung. Quelle: Formlabs

Um den Bereich der fortschrittlichen Harze abzuschließen, gibt es gießbare Harze. Diese Harze werden zur Herstellung von Metallteilen im Wachsausschmelzverfahren verwendet, insbesondere im Bereich Schmuck. Gießbare Harze in Kombination mit 3D-Harzdruckern sind die ideale Kombination, um den Bedarf an kleinen und hochdetaillierten Metallteilen, die sich jeder Juwelier wünscht, auf schnellere, einfachere und kostengünstigere Weise als mit herkömmlichen Herstellungsverfahren zu erfüllen.

Bild 4: Wachsausschmelzmodell und Metallendstück. Quelle: Formlabs

Anwendungen

Abgesehen von den eindeutigen Verwendungszwecken der einzelnen Harztypen (zahnmedizinisch, gießbar, flexibel, hochtemperaturbeständig usw.) sind einige für eine Anwendung spezifische Harze auch für andere Anwendungen gültig. In diesem Fall handelt es sich um Dentalkunststoffe (Dental Model Formlabs, zDental Model Sand, Dental Resin HARZ Labs), die hohe mechanische Eigenschaften und ein hochwertiges Oberflächenfinish aufweisen, ideal für den Druck endgültiger Funktionsteile.

Bild 5: Funktionelle elastische Schuhsohle. Quelle: Formlabs

Vor dem Kauf eines Harzes

Beim Kauf eines Harzes müssen Sie den Typ des 3D-Druckers, den der Benutzer hat (SLA, DLP, LED/LCD, LFS und usw.) und die Wellenlänge des UV-Strahls, den er erzeugt, berücksichtigen. Die gebräuchlichste Wellenlänge ist 405 nm, aber Sie können auf dem Markt 3D-Drucker finden, die von 350 nm bis 410 nm verwenden. Sobald diese beiden Eigenschaften bekannt sind, kann der Anwender nach einem Harz suchen, das seinen Anforderungen entspricht, ohne zu vergessen, dass er ein Aushärtezentrum benötigt, das die gleiche Wellenlänge wie der 3D-Drucker verwendet, um die maximalen mechanischen Eigenschaften zu erhalten, die jedes Material bietet.

Fazit

Der Harz-3D-Druck ist bereits so weit fortgeschritten, dass er alle Bedürfnisse eines jeden Anwenders abdecken kann, egal ob es um den Druck von dekorativen Teilen, widerstandsfähigen Teilen oder spezialisierten Produkten für jeden Bereich der Industrie geht.