PU Rigid 1000 Harz
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PU Rigid 1000 Harz

RS-FL-RG-1000
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Formlabs ist ein amerikanischer Hersteller von 3D-Druckgeräten und -materialien. Was 2011 mit 3 MIT-Studenten begann, ist heute ein renommiertes Unternehmen mit Niederlassungen auf der ganzen Welt. Formlabs ist berühmt für seine 3D-Harzdrucker und Harze. Ihr Katalog wird ständig an die Bedürfnisse des Marktes angepasst und um neue, innovative Materialien erweitert, wie z. B. das PU Rigid 650 Harz und das PU Rigid 1000 Harz.

Polyurethan-Teile werden in der Regel durch Gießen oder Reaktionsspritzgießen hergestellt. Dank Formlabs ist es nun für Unternehmen und Forschungszentren möglich, Polyurethan im eigenen Haus mit den Formlabs 3D-Druckern zu drucken. Die PU-Rigid-Harze sind eine maßgeschneiderte Mischung aus hochwertigem Acrylat und Urethan, das Ergebnis von Hybridchemie und jahrelanger Forschung. Diese Formel in Kombination mit der Feuchtigkeitshärtung verleiht den mit den PU-Rigid-Harzen gedruckten Teilen den endgültigen und verbesserten Polyurethanzustand.

Mit dem Formlabs PU Rigid 1000 Harz gedruckte TeileMit dem Formlabs PU Rigid 1000 Harz gedruckte Teile

Bild 1: Mit dem Formlabs PU Rigid 1000 Harz gedruckte Teile. Quelle: Formlabs.

Das PU Rigid 1000 Harz ist ein Polyurethan-Photopolymer, das für den 3D-Druck von halbstarren und zähen Polyurethan-Bauteilen entwickelt wurde, um wiederholten schweren Stößen und widrigen Umgebungen standzuhalten.

Genau wie das PU Rigid 650 Harz ist das PU Rigid 1000 Harz stabil, wenn es ultravioletter Strahlung und Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Beide Harze 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: Das PU-Harz Rigid 1000 wird einem Schlagversuch unterzogen. Quelle: Formlabs.

Wie im obigen Video zu sehen ist, ist das PU Rigid 1000 Harz extrem widerstandsfähig gegen wiederholte Stöße. Dadurch eignet es sich für Anwendungen, bei denen das 3D-gedruckte Teil steif, starr und unnachgiebig sein muss, um Stößen und Schlägen standzuhalten.

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.

Je nach den Bedürfnissen und Ressourcen des Anwenders kann das PU Rigid 1000 Harz in verschiedenen Arbeitsabläufen eingesetzt werden. 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 1000. Quelle: Formlabs.

Der 3D-Druck-Workflow mit PU Rigid 1000 Harz wird in einem Video des Herstellers ausführlich erklärt:

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

Der Arbeitsablauf für die Formlabs PU Rigid-Harze ist wesentlich länger als bei anderen Harztypen. Die PU-Rigid-Harze erfordern zusätzliche Ausrüstung, wie z. B. 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 1000 Harz zu erzielen. Eine vollständige Liste der empfohlenen Nachbearbeitungswerkzeuge finden Sie auf der Website des Herstellers.

Einfüllen des PU-Rigid-Harzes in eine Kartusche

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

Die Packung enthält eine 1-Liter-Flasche PU Rigid 1000 Harz, eine leere Kartusche und einen Trichter zum Einfüllen des Harzes in die Kartusche für den Druck.

Dank seiner Steifigkeit und Festigkeit ist das PU Rigid 1000 Harz das perfekte Material für die Herstellung von Prototypen (mit Ausnahme von Prototypen am selben Tag, da das Harz eine langwierige Nachbearbeitung erfordert) sowie von Endprodukten für verschiedene Anwendungen, zum Beispiel in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Maschinenindustrie. Einige Anwendungsbeispiele sind:

  • Schutzabdeckungen, Gehäuse und Einfassungen für empfindliche Teile
  • Stark beanspruchte, robuste Verbraucherprodukte
  • Statische Vorrichtungen, die hohen Belastungen ausgesetzt sind

Das PU Rigid 1000 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 1000 Harz finden Sie in den Datenblättern, die im Bereich Downloads für dieses Produkt verfügbar sind.

Das Formlabs PU Rigid 1000 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 1000 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: 1193 cP / @ 35 ºC: 567 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 -

Mechanische Eigenschaften
Izod-Schlagzähigkeit - KJ/m²
Charpy-Schlagzähigkeit (ISO 179) 23 KJ/m²
Dehnung bei Bruch (ASTM D638) 80 %
Zugfestigkeit (ASTM D638) 35 MPa
Zugmodul (ASTM D638) 920 MPa
Biegefestigkeit (ASTM D790) 32 MPa
Biegemodul (ASTM D790) 750 MPa
Oberflächenhärte (ASTM 2240) Shore 74 D

Elektrische Eigenschaften
Volumetrischer Widerstand (ASTM D257-14) 6.5 x 10¹¹ Ohm/cm
Dielektrische Festigkeit (ASTM D149-20) 1.8 x 10⁷ V/m
Dielektrizitätskonstante (ASTM D150) 3.9-4.3
Verlustfaktor (ASTM D150) 0.077-0.081

Thermische Eigenschaften
Erweichungstemperatur 79 ºC
Klassifizierung der Entflammbarkeit (UL94) HB
Wärmedehnungskoeffizient (ASTM E813-13) 142 µm/m/ ºC

Spezifische Eigenschaften
Chemische Beständigkeit ✓

Andere
HS Code 2916.1
Nutzungsdauer (ab Herstellung) 24 M

Die Haltbarkeit des PU Rigid 1000 Harzes beträgt 12 Monate (ab Herstellungsdatum) in der ungeöffneten Aluminiumflasche und beträgt etwa 1 Monat nach dem Öffnen der Flasche. Die Haltbarkeit des Behälters kann je nach Umgebungsfeuchtigkeit und Temperatur außerhalb des Kartons zwischen 4 und 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 reduzieren 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 Harz funktionsfähig (links) und nicht funktionsfähig (rechts)PU Rigid Harz funktionsfähig (links) und nicht funktionsfähig (rechts)

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

Das Harz im Tank sollte gewechselt oder neues Harz zum Tank hinzugefügt werden, wenn die Viskosität des Harzes 2000 cPs überschreitet. Dies kann mit einem Zahn-Viskosimeter #5 oder einem flachen, stumpfen Objekt überprüft werden, wie im Bild oben 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 HarzWaschen und Reinigen von 3D-gedruckten Teilen mit PU Rigid Harz

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

Das PU Rigid 1000 Harz sollte im FormWash 2 Minuten lang in Kombination mit einem Propylenglykol-Diacetat (PGDA) Lösungsmittel gewaschen werden. Ein optionales Bad von 15 Sekunden in einem n-Butyl-Lösungsmittel beschleunigt die Verdunstung des PGDA-Lösungsmittels. Auch ein Luftkompressor kann verwendet werden, um die Harzrückstände aus den Bädern zu entfernen. 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 von Formlabs 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 Harz sollten vorsichtig entfernt und bei Raumtemperatur getrocknet werden3D-gedruckte Teile mit PU Rigid Harz sollten vorsichtig entfernt und bei Raumtemperatur getrocknet werden

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

Beide PU-Harze haften sehr stark an der Bauplattform. Daher empfiehlt der Hersteller, alle Teile auf Stützen zu drucken, um das Entfernen von der Bauplatte zu erleichtern und versehentliche Schäden an den Teilen beim Entfernen 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 1000 mindestens 24 Stunden bei Raumtemperatur vollständig getrocknet werden. Für das Aushärten sollte das PU Rigid 1000 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 hängt stark von der Dicke des Teils ab und kann zwischen 3 und 14 Tagen liegen. 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 1000 Harzes.

Immobilien-Highlights

Technologie
SLA / LFS

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