Drucken von Miniaturrädern – Präzise, ​​dünne und detaillierte 3D-Druckteile aus Harz

Wenn wir Harze optimieren oder Testteile drucken, verwenden wir in der Regel Modelle, die mindestens einige Millimeter dick sind und keine dünnen tragenden Strukturen aufweisen. Für die meisten Liqcreate Mit Harzen ist es einfach, kleine Details zu drucken. Allerdings ist es etwas anderes, sehr feine Teile (Miniaturrad) ohne viel Unterstützung für das Modell zu drucken. Als einer unserer Partner nach einer Anwendung bei kleinen Modellrädern mit extrem dünnen Speichen fragte, hatten wir keine Antwort parat und beschlossen, sie gemeinsam in einigen Harzen zu testen: Liqcreate Flame Retardant HDT, Liqcreate Strong-X, Liqcreate Composite-X und Liqcreate Premium Black. Die ersten vier Harze wurden ausgewählt, da wir davon ausgehen, dass starre Materialien für diese Aufgabe am besten geeignet sind. Premium Black Harz wurde als starre Option mit schnellerer Druckgeschwindigkeit hinzugefügt und die schwarze Farbe könnte aufgrund des stärkeren Energieaufbaus in der Schicht die Grünfestigkeit verbessern.

Getestete Harze und ihre Steifigkeit – ein höherer Modul bedeutet steiferes Material

Einige Test-STL-Dateien wurden von unserem Partner erstellt. Vier Modellräder mit Speichendurchmessern von 0,30 mm – 0,25 mm – 0,20 mm und 0,145 mm und ein Block mit Löchern von 1 – 2 – 5 – 10 – 20 mm Durchmesser, um die Blutungsmenge bei Verlängerung oder Änderung der Einwirkzeit zu überprüfen Einstellungen.

Alle Harze wurden am Neuen getestet Elegoo Saturn 3 Drucker bei 0,1mm Schichtdicke. Eine Variation der Belichtungszeit und in einigen Fällen der Druckgeschwindigkeit wurde geändert, da unsere Ingenieure davon ausgingen, dass dies neben dem Harz und der Hardware die beiden Hauptfaktoren sind.

Strong-X: Drucken dünner Modellräder mit dünnen Speichen

Im Bild unten finden Sie die Ergebnisse. In den Zeilen von oben nach unten finden Sie die Belichtungszeit von 8 Sekunden oben, 12 Sekunden in der Mitte und 16 Sekunden unten. Anfangs waren 8 Sekunden unsere Standardeinstellung, aber jetzt haben wir die Belichtungszeit für 10-mm-Schichten auf 0,1 Sekunden erhöht. Lediglich unter dem Strich – 16 Sekunden Belichtungszeit – wurden die beiden dicksten Speichen von 0,30mm und 0,25mm gut gedruckt. Aber das Gute ist, dass es in den anderen Teilen nur zu minimaler Durchhärtung/Ausblutung kommt. Eine noch längere Belichtungszeit schien keine praktikable Option zu sein. Versuchen wir es mit einem anderen Harz.

Um eine etwas bessere Vorstellung davon zu geben, wie das Modell aussieht, das wir drucken, ist hier eine Nahaufnahme des Rads, das erfolgreich gedruckt wurde:

Wie Sie auf der linken Seite des Rades sehen können, haben alle nahezu horizontalen Speichen einen extremen Überhang. Abgesehen von der anspruchsvollen Größe stellt das Drucken ohne Träger hohe Anforderungen an das Harz.

Premium Black: Drucken dünner Modellräder mit Speichen

Die Ergebnisse finden Sie weiter unten in ähnlicher Darstellung als Strong-X. In der oberen Reihe steht die standardmäßige Belichtungszeit von 4,4 Sekunden, gefolgt von: 7,5 Sekunden, 9,5 Sekunden, 12 Sekunden und 20 Sekunden. Mit diesem Harz ergaben die Grundeinstellungen bereits ein akzeptables Rad mit 0,30-mm-Speichen. Während bei 7,5 Sekunden das Rad mit einem Durchmesser von 0,25 mm gut herauskam, wurde nach 9,5 Sekunden sogar das dritte Rad mit Speichen von 0,20 mm gut gedruckt. Obwohl es bei 9,5 Sekunden nicht ganz stabil war, war es mit 12 Sekunden deutlich besser und die Durchhärtung/Ausblutung war minimal. Diese Einstellung ist daher die beste, die wir gefunden haben. Nach 20 Sekunden war das letzte Rad immer noch nicht gedruckt, während Ausblutungs-/Durchhärtungseffekte sichtbar wurden.

Um das Beste bei 12 Sekunden etwas besser sehen zu können, hier eine Nahaufnahme:

Neben den regulären Geschwindigkeitseinstellungen, die für alle oben genannten Drucke verwendet wurden, haben wir auch langsamere Einstellungen getestet. Die Theorie besagt, dass sich eine stärkere Schicht bildet und es einfacher ist, diese sehr feinen Merkmale zu drucken, wenn man die Wartezeit verlängert und die Hubgeschwindigkeit verringert.

Links sehen Sie den langsameren Druck, bei dem die Wartezeit erhöht und die Liftgeschwindigkeit verringert wurde. Führt zu einem 3x longer drucken. Leider gibt es keinen großen Unterschied zum Referenzmodell auf der rechten Seite.

Flame Retardant HDT Harz und feine Details drucken

Als nächstes kommt der Test Liqcreate Flame Retardant HDT. Mit seinem relativ hohen Modul von 4.4 GPa ist es ein steifes Material. Ähnlicher Test wie zuvor mit Belichtungszeiten von der oberen zur unteren Reihe: 5,5 Sekunden – 6,5 Sekunden – 8,0 Sekunden – 10,0 Sekunden und 12,0 Sekunden.

Eine Erhöhung der Belichtungszeit auf 8,0 Sekunden ergibt die erste erfolgreich gedruckte 0,30-mm-Speiche, mit dem Nachteil einer leichten Durchhärtung. Sie können am Block in der rechten Mitte erkennen, dass die runden Löcher oben etwas flacher werden. Eine Erhöhung der Belichtungszeit auf 10 und 12 Sekunden reicht aus, um die 2 zu drucken^nd Speiche mit einem Durchmesser von 0,25 mm, mit ähnlicher Entlüftung. Ich kam zu dem Schluss, dass dies möglicherweise nicht das beste Harz für diese Aufgabe ist, da Sie etwas an Genauigkeit verlieren, wenn Sie die Belichtungszeit zum Drucken dünner Teile erhöhen.

Composite-X extrem steif zum Drucken feiner Strukturen?

Nun, das letzte Modell im Test und aufgrund seiner extremen Steifigkeit das, von dem wir erwarten würden, dass es am besten abschneidet. Ähnlich im Vergleich zu Premium black, in der oberen Reihe (12 Sekunden Belichtung) waren die beiden dünnen Speichen vollständig geformt. Die Hinzufügung einer 3-sekündigen Belichtungszeit zu einer 15-sekündigen Belichtungszeit ergab ein weiteres Rad, das vollständig bedruckt war. Eine weitere Erhöhung auf 20 Sekunden brachte nicht viel.

Fazit:

Nicht unbedingt schnitten die steifsten Materialien am besten ab. Beide Premium Black und Composite-X ergab ähnliche Ergebnisse. Als Premium Black Da es einfacher zu verarbeiten ist, empfehlen wir Ihnen, dieses Harz für diese Art von Anwendungen zu wählen.