PU Rigid 650 Harz
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PU Rigid 650 Harz

RS-FL-RG-650
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Formlabs ist ein amerikanischer Hersteller von 3D-Druckgeräten und -materialien mit Niederlassungen auf der ganzen Welt. Formlabs wurde 2011 von 3 MIT-Studenten gegründet und brachte kurz darauf sein erstes Produkt auf den Markt. Formlabs ist vor allem für seine 3D-Harzdrucker und Harze bekannt. Ihr Katalog entwickelt sich ständig mit den Anforderungen des Marktes weiter und neue innovative Materialien werden in das Formlabs-Portfolio aufgenommen, wie das PU Rigid 1000 Harz und das PU Rigid 650 Harz.

Normalerweise werden Polyurethan-Teile durch Gießen oder Reaktionsspritzgießen hergestellt. Formlabs ermöglicht es nun Unternehmen und Forschungszentren, Polyurethan im eigenen Haus mit den Formlabs 3D-Druckern zu drucken. Die PU-Rigid-Harze werden mit Hilfe der Hybridchemie nach jahrelanger Forschung hergestellt. Ihre Zusammensetzung ist eine maßgeschneiderte Kombination aus hochwertigem Acrylat und Urethan. Diese Zusammensetzung in Verbindung mit der Aushärtung durch Feuchtigkeit verleiht den mit den PU-Rigid-Harzen gedruckten Teilen den endgültigen und verbesserten Polyurethanzustand.

Teile aus dem 3D-Druck mit dem Formlabs PU Rigid 650 HarzTeile aus dem 3D-Druck mit dem Formlabs PU Rigid 650 Harz

Bild 1: Teile aus dem 3D-Druck mit dem Formlabs PU Rigid 650 Harz. Quelle: Formlabs.

PU Rigid 650 ist ein halbstarres Polyurethan-Photopolymer, das für die Herstellung hochleistungsfähiger, langlebiger Teile entwickelt wurde, die längerer Einwirkung von Licht, Hitze und Chemikalien standhalten, Stößen, Belastungen und Erschütterungen standhalten und Geräusche in den anspruchsvollsten Umgebungen dämpfen, ohne ihre Form und mechanischen Eigenschaften zu verlieren.

Die Harze der PU-Rigid-Familie sind auch stabil, wenn sie ultravioletter Strahlung und Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Sie haben außerdem flammhemmende Eigenschaften und sind sterilisierbar. Aufgrund ihrer hybriden chemischen Zusammensetzung sind die Polyurethanharze von Formlabs stärker und haltbarer als andere SLA-Harze, was in beschleunigten Alterungstests nachgewiesen wurde.

Video 1: The PU Rigid 650 resin subjected to an elongation at break test. Quelle: Formlabs.

Wie im obigen Video zu sehen ist, zeichnet sich das PU Rigid 650 Harz durch eine wesentlich höhere Flexibilität und eine doppelt so hohe Bruchdehnung aus wie das PU Rigid 1000 Harz (170 % bzw. 80 %). Dies macht es perfekt für Anwendungen, bei denen Flexibilität genauso wichtig ist wie Festigkeit.

Ein Vergleich der mechanischen Eigenschaften von PU Rigid 650 und 1000

Bild 2: Ein Vergleich der mechanischen Eigenschaften von PU Rigid 650 und 1000. Quelle: Formlabs.

Das PU-Harz Rigid 650 kann auf viele verschiedene Arten verarbeitet werden, je nach den Bedürfnissen und Ressourcen des Anwenders. Es kann in einem Trockenschrank oder unter Umgebungsbedingungen gedruckt werden, mit automatischer oder manueller Harzdosierung.

Arbeitsablauf Methode Vorteile Überlegungen Wann zu verwenden
Empfohlener Automatische Befüllung + Trockenschrank Beste Ergebnisse + einfacher Arbeitsablauf Erfordert einen Trockenschrank Häufiges Drucken
Kostengünstiger Automatische Befüllung + Umgebungsbedingungen Geringe Kosten + einfach Kürzere Topfzeit Drucken unter Umgebungsbedingungen
Geänderter Manuelle Befüllung + Trockenschrank Verlängerte Topfzeit Erfordert Trockenschrank + Feinabstimmung Druck mit Unterbrechungen / wiederholter Druck desselben Teils
Tabelle 1: Ein Überblick über die Arbeitsmöglichkeiten mit dem PU-Harz Rigid 650. Quelle: Formlabs.

Der 3D-Druck-Workflow für PU Rigid 650 Harz wird in einem Video des Herstellers ausführlich erklärt:

Video 2: Arbeitsablauf beim 3D-Druck von Polyurethan. Quelle: Formlabs.

Die Formlabs PU-Harze haben einen längeren Arbeitsablauf als andere Harztypen. Sie erfordern zusätzliche Ausrüstung, wie einen Trockenschrank für den 3D-Drucker, ein PGDA-Lösungsmittel zum Spülen der Teile und optional eine Druckluftpistole zum Entfernen von Harzresten sowie einen feuchten Aushärteofen für die Nachhärtung. Diese Schritte sollten befolgt werden, um optimale Ergebnisse mit dem PU Rigid 650 Harz zu erzielen. Eine vollständige Liste der empfohlenen Nachbearbeitungswerkzeuge finden Sie auf der Website des Herstellers.

Gießen des PU-Harzes in eine Kartusche

Bild 3: Gießen des PU-Harzes in eine Kartusche. Quelle: Formlabs.

Die Packung enthält eine 1-Liter-Flasche des PU Rigid 650 Harzes, eine leere Kartusche und einen Trichter, mit dem das Harz zum Drucken in die Kartusche gegossen werden kann.

Das PU Rigid 650 Harz ist das perfekte Material für die Herstellung von Prototypen (mit Ausnahme von Prototypen am selben Tag, da das Harz eine langwierige Nachbearbeitung erfordert) sowie von Endverbrauchsteilen für verschiedene Anwendungen, z. B. in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Maschinenindustrie. Einige Anwendungsbeispiele sind:

  • Schlagfeste Komponenten
  • Biegsame mechanische Komponenten
  • Stoßdämpfer und Dämpfungselemente
  • Geräuschdämpfende Komponenten
  • Biegsame mechanische Verbindungselemente, wie z. B. flexible Scharniere und Schalen oder Clipverschlüsse
  • Räder
  • Bremssättel und andere Effektoren

Das PU Rigid 650 Harz unterstützt die Druckauflösungen 100 µm und 50 µm. Es ist mit den Druckern Form 3, Form 3+, Form 3B, Form 3B+ und Form 2 kompatibel. Es ist kompatibel mit den Harzbehältern Form 2 LT und Form 3/3B V2.1 sowie mit den Bauplattformen Form 3, Form 2 und Form 3 Edelstahl.

Ausführlichere technische und sicherheitsrelevante Informationen über das Formlabs PU Rigid 650 Harz finden Sie in den Datenblättern, die im Bereich Downloads für dieses Produkt verfügbar sind.

Das Formlabs PU Rigid 650 Harz ist das perfekte Material für Ingenieure, Designer oder andere Fachleute, die starke, haltbare und widerstandsfähige Teile im eigenen Haus 3D-drucken möchten, ohne auf traditionelle Herstellungsmethoden und Dienstleistungen Dritter zurückgreifen zu müssen. Es sollte beachtet werden, dass das PU Rigid 650 Harz nur für kommerzielle und Forschungszwecke gedacht ist und nicht außerhalb von kommerziellen oder Forschungseinrichtungen verwendet werden sollte.

Aushärtungs-, Wasch-, und Sinterungeigenschaften
Waschzeit 2 min
Aushärtungszeit -
Aushärtungstemperatur - ºC

Allgemeine Informationen
Hersteller FormLabs
Material Photopolymer
Format 1 L
Technologie SLA / LFS
Wellenlänge 405 nm
Kompatible Harzbehälter Form 2 LT, Form 3/3B V2.1
Kompatible 3D-Drucker Form 3, Form 3+, Form 3B, Form 3B+, Form 2
Viskosität @ 25 ºC: 1070 cP / @ 35 ºC: 519 cP
Dichte (fest) (ASTM D792-20) 1.16 g/cm³

Druckeigenschaften
Höhe der Schicht 100 - 50 µm
Belichtungszeit der Schicht -
Kühlzeit der Schicht -
Hebehöhe - mm
Freilegung der unteren Schichten -
Anzahl der unteren Schichten -

Elektrische Eigenschaften
Volumetrischer Widerstand (ASTM D257-14) 4.7 x 10¹¹ Ohm/cm
Dielektrische Festigkeit (ASTM D149-20) 1.8 x 10⁷ V/m
Dielektrizitätskonstante (ASTM D150) 4.3-4.7
Verlustfaktor (ASTM D150) 0.088

Mechanische Eigenschaften
Izod-Schlagzähigkeit - KJ/m²
Charpy-Schlagzähigkeit (ISO 179) 44 KJ/m²
Dehnung bei Bruch (ASTM D638) 170 %
Zugfestigkeit (ASTM D638) 34 MPa
Zugmodul (ASTM D638) 670 MPa
Biegefestigkeit (ASTM D790) 22 MPa
Biegemodul (ASTM D790) 570 MPa
Oberflächenhärte (ASTM 2240) Shore 64 D

Thermische Eigenschaften
Erweichungstemperatur 82 ºC
Klassifizierung der Entflammbarkeit (UL94) HB

Spezifische Eigenschaften
Chemische Beständigkeit ✓

Andere
HS Code 2916.1
Nutzungsdauer (ab Herstellung) 24 M

Die Haltbarkeit des PU Rigid 650 Harzes beträgt 12 Monate (ab Herstellungsdatum) in der ungeöffneten Aluminiumflasche, und die Haltbarkeit beträgt ungefähr 1 Monat nach dem Öffnen der Flasche. Die Haltbarkeit des Behälters kann je nach Umgebungsfeuchtigkeit und Temperatur außerhalb der Kartusche von 4 bis 7 Wochen variieren.

Die Harze PU Rigid 650 und PU Rigid 1000 unterscheiden sich von anderen Formlabs-Harzen in Bezug auf Druck und Nachbearbeitung, daher sollten die folgenden Anwendungshinweise sorgfältig gelesen werden.

Hohe Feuchtigkeit und Temperaturen verringern die Haltbarkeit der Formlabs PU Rigid Harze. Die Exposition gegenüber diesen Bedingungen während der Lagerung oder des Drucks führt dazu, dass das Harz aushärtet, seine Viskosität zunimmt und schließlich unbrauchbar wird. Daher müssen die Harze PU Rigid 650 und 1000 in einem feuchtigkeitskontrollierten Schrank (Trockenschränke) vor, während und nach der Verwendung gelagert werden. Die vom Hersteller empfohlenen Trockenschränke finden Sie hier.

PU Rigid 650 Harz funktionsfähig (links) und nicht funktionsfähig (rechts)PU Rigid 650 Harz funktionsfähig (links) und nicht funktionsfähig (rechts)

Bild 1: PU Rigid 650 Harz funktionsfähig (links) und nicht funktionsfähig (rechts). Quelle: Formlabs.

Der Hersteller empfiehlt, das Harz im Tank zu wechseln oder mit frischem Harz zu mischen, wenn die Viskosität des Harzes 2000 cPs überschreitet. Die Viskosität des Harzes kann mit einem Zahn-Viskosimeter #5 oder einem flachen und stumpfen Objekt überprüft werden, wie im obigen Bild gezeigt. Wenn das Harz leicht fließt und die Lücke füllt, die das Werkzeug hinterlassen hat, ist die Viskosität niedrig genug, um weiter zu drucken.

Waschen und Reinigen von 3D-gedruckten Teilen mit PU Rigid 650 HarzWaschen und Reinigen von 3D-gedruckten Teilen mit PU Rigid 650 Harz

Bild 2: Waschen und Reinigen von 3D-gedruckten Teilen mit PU Rigid 650 Harz. Quelle: Formlabs

Zum Waschen sollte der FormWash 2 Minuten lang in Kombination mit einem Propylenglykol-Diacetat (PGDA) Lösungsmittel verwendet werden. Die Verdunstung des PGDA-Lösungsmittels kann beschleunigt werden, indem die Teile für 15 Sekunden in ein n-Butyl-Lösungsmittel eingetaucht oder ein Luftkompressor verwendet wird. Waschen Sie die 3D-gedruckten Teile nicht mit Isopropylalkohol (IPA), da dies die Materialeigenschaften beeinträchtigen kann.

Falls der Benutzer nicht über die FormWash-Maschine verfügt, kann auch das Finish Kit Form 3 verwendet werden. Das Finish Kit enthält mehrere nützliche Werkzeuge zum Entfernen der Teile von der Bauplatte oder zum Entfernen der Stützen.

3D-gedruckte Teile mit PU Rigid 650 Harz sollten vorsichtig entfernt und bei Raumtemperatur getrocknet werden3D-gedruckte Teile mit PU Rigid 650 Harz sollten vorsichtig entfernt und bei Raumtemperatur getrocknet werden

Bild 3: 3D-gedruckte Teile mit PU Rigid 650 Harz sollten vorsichtig entfernt und bei Raumtemperatur getrocknet werden. Quelle: Formlabs.

Beide PU-Harze zeichnen sich durch eine starke Haftung an der Druckplattform aus. Daher empfiehlt der Hersteller, alle Teile auf Stützen zu drucken, um das Entfernen von der Bauplatte zu erleichtern und versehentliche Schäden an den Teilen während des Entfernens zu reduzieren. Es wird empfohlen, einen scharfen Spachtel zu verwenden, um das Teil zu entfernen, und den Druck auf ein Minimum zu reduzieren.

Anschließend sollten die 3D-gedruckten Teile mit PU Rigid 650 mindestens 24 Stunden bei Raumtemperatur vollständig getrocknet werden. Für das Aushärten sollte das PU Rigid 650 Harz in einem feuchten Aushärtungsofen bei 46 ºC und 70 % relativer Luftfeuchtigkeit ausgehärtet werden. Kein anderes Aushärtegerät funktioniert, da die Harze spezifische Feuchtigkeitsniveaus benötigen, um die Reaktion des PU abzuschließen. Die vom Hersteller empfohlenen feuchten Aushärtungsöfen finden Sie hier.

Vor dem Aushärten von 3D-gedruckten Teilen mit PU Rigid Harz entfernen Sie die StützenVor dem Aushärten von 3D-gedruckten Teilen mit PU Rigid Harz entfernen Sie die Stützen

Bild 4: Vor dem Aushärten von 3D-gedruckten Teilen mit PU Rigid Harz entfernen Sie die Stützen. Quelle: Formlabs.

Die Aushärtezeit liegt zwischen 3 und 14 Tagen und hängt stark von der Dicke des Teils ab. Es wird dringend empfohlen, die Teile ohne Stützen auszuhärten, da diese schwieriger zu entfernen sind, wenn sie nachgehärtet sind.

Auf der Website des Herstellers finden Sie eine schnelle Einführungsanleitung und ausführlichere Anweisungen zur Verwendung des PU Rigid 650 Harzes.

Immobilien-Highlights

Technologie
SLA / LFS

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