Arten und Anwendungen von Harzen für 3D-Drucker

Die 3D-Harzdrucktechnologie hat sich genauso entwickelt wie der 3D-FDM-Druck, bis sie für alle Arten von Benutzern verfügbar ist. Dieser neue Trend durch den Einsatz von 3D-Harzdruckern 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 3D-Harzdrucker (SLA, DLP, LED/LCD, LFS usw.) zu erklären und zu klären.

Arten von Harzen

Die meisten Benutzer kennen die Arten von Materialien innerhalb der FDM-Technologie, aber wenn sie mit dem 3D-Harzdruck beginnen, stoßen sie normalerweise auf das Problem des Mangels an Wissen über die Arten von Harzen. In gleicher Weise wie bei der FDM-Technologie gibt es zwei große Gruppen von Materialien für Harz-3D-Drucker: Standard und Fortgeschritten.

Standardharze

Normalerweise wird als "Standardharz" ein Harz bezeichnet, das zur Herstellung von Teilen für eine generische Verwendung in jedem 3D-Harzdrucker verwendet wird. Harze dieser Kategorie haben eine gute Oberflächenbeschaffenheit und mäßige mechanische Eigenschaften, wie Harze mit Eigenschaften ähnlich wie ABS (zABS), Harze für sehr schnelle Drucke (zUDP) oder sogar Harze, die es ermöglichen, die gewünschte Farbe zu erzeugen (Color Base Kit).

Bild 1: Teil gedruckt mit Color Base Kit. Quelle: Formlabs

Fortgeschrittene Harze

Alle Harze, die ideale mechanische Eigenschaften für funktionale Anwendungen bieten oder die eine besondere Qualität aufweisen, die für bestimmte technische Anwendungen erforderlich ist, gehören zu dieser Kategorie. Innerhalb dieser Kategorie gibt es drei unterschiedliche Gruppen: Ingenieurwesen, Zahnmedizin und gussfähig.

Ingenieurharze sind Materialien, die entwickelt wurden, um die komplexesten Ingenieurprobleme zu lösen dank der Spezialisierung eines Materials für eine sehr spezifische Anwendung. Sie können Materialien wie Grey Pro Resin finden, das sehr gute mechanische Eigenschaften, hohe geometrische Präzision und eine gute Oberflächenbeschaffenheit kombiniert. Es gibt auch flexible Harze (Elastic Resin und Flexible Resin), die einen niedrigen Zugmodul und hohe Dehnung zeigen, geeignete Eigenschaften für den Druck von Dämpfungselementen, Verpackungen, flexiblen oder ergonomischen Teilen. Es gibt hitzebeständige Harze (High Temp Resin), die mit ihrer geringen thermischen Ausdehnung und hohen Zugfestigkeit für den Druck von Modellen für Umwelttests, Formen und Meister für Gießereien und Thermoformoperationen verwendet werden können, die schneller, wirtschaftlicher und sogar genauer sind als herkömmliche Methoden. Andere für diesen Bereich sehr interessante Materialien sind glasfaserverstärkte Harze zur Standhaltung großer Aufprälle (Rigid Resin) oder Harze mit geringer Reibung und hoher Dehnung (Durable Resin).

Bild 2: Drohne hergestellt mit Tough Resin. Quelle: Formlabs

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei den fortgeschrittenen Harzgruppen um spezialisierte Materialien, wobei der klarste Fall der der Zahnharze ist. All diese Materialien haben ein Biokompatibilitätszertifikat, um die Gesundheit von Objekten sicherzustellen, die für den zahnärztlichen Gebrauch vorgesehen sind. Fachleute auf diesem Gebiet stellen Kronen- und Brückenmodelle (Dental Sand A1-A2 Resin), chirurgische Führungen (Dental SG Resin), Schienen und Retainer (Dental LT Clear Resin) mit unglaublicher Genauigkeit und Materialkosten weit unter denen, die durch herkömmliche Methoden verursacht werden.

Bild 3: Chirurgische Führung. Quelle: Formlabs

Zum Abschluss des Bereichs der fortgeschrittenen Harze gehören die gussfähigen Harze. Diese Harze werden verwendet, um Metallteile durch den verlorenen Wachsvorgang herzustellen, insbesondere im Bereich desSchmucks. Die gussfähigen Harze in Kombination mit 3D-Harzdruckern sind das ideale Set, um den Bedarf an der Herstellung kleiner, hochdetaillierter Metallteile zu decken, den jeder Juwelier möchte, schneller, einfacher und profitabler als mit herkömmlichen Herstellungsverfahren.

Bild 4: Modell für verlorenes Wachs und Metallendstück. Quelle: Formlabs

Anwendungen

Abgesehen von den klaren Verwendungen jeder Art von Harz (zahnmedizinisch, gussfähig, flexibel, hitzebeständig und so weiter), ist ein bestimmtes Harz für eine Anwendung auch für andere Anwendungen gültig. In diesem Fall gibt es zahnärztliche Harze (Dental Model Formlabs, zDental Model Sand, Dental Resin HARZ Labs), die hohe mechanische Eigenschaften und eine hochwertige Oberflächenbeschaffenheit zeigen, ideal für den Druck von endgültigen funktionalen Teilen.

Bild 5: Funktionale elastische Schuhsohle. Quelle: Formlabs

Vor dem Erwerb eines Harzes

Beim Erwerb eines Harzes ist es notwendig, den Typ des verfügbaren 3D-Druckers (SLA, DLP, LED/LCD, LFS usw.) und die Wellenlänge des von ihm erzeugten UV-Strahls zu berücksichtigen. Die häufigste Wellenlänge beträgt 405 nm, aber auf dem Markt finden sich 3D-Drucker, die 350 nm bis 410 nm verwenden. Sobald diese beiden Eigenschaften bekannt sind, kann der Benutzer bereits nach einem Harz suchen, das seinen Bedürfnissen 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.

Schlussfolgerung

Der 3D-Harzdruck ist bereits fortgeschritten genug, um alle Bedürfnisse eines Benutzers zu erfüllen, sei es für den Druck von dekorativen Teilen, widerstandsfähigen Teilen oder spezialisierten Produkten für ein bestimmtes Industriefeld.