3D-Druck: Harz vs. Filament

Wenn Sie in einen Kunststoff-3D-Drucker für Ihr Unternehmen oder zu Hause investieren möchten, stehen Ihnen einige 3D-Drucktechnologien zur Verfügung. Für kleine Unternehmen oder Heimanwender sind Filament-/FDM-Drucker der Einstiegsklasse eine Option, aber auch Harz-3D-Drucker. Für mittlere und große Unternehmen gibt es eine breite Palette industrieller Optionen zur Herstellung von Kunststoffteilen mit Jetting, SLS, Harz-3D-Druck (wie DLP, SLA und MSLA) und Filament-/FDM-3D-Druck. Crealityexpert.com einen großartigen Vergleich zwischen Harz- und Filament-3D-Druckern der Einstiegsklasse gemacht.

 

Resin vs. Filament FDM 3D-Druck

Um zu entscheiden, welche Druckertechnologie für Sie am besten geeignet ist, ist es wichtig zu wissen, welche Art von Teilen und Verarbeitung Sie selbst durchführen möchten. Jede Technologie ist ein anderes Werkzeug, das für eine andere Aufgabe bestimmt ist. Es gibt Kompromisse zwischen Filament- und Harz-3D-Druckern. In diesem Artikel können Sie die Kompromisse kennenlernen und mehr über die 3D-Druckoptionen der Einstiegsklasse erfahren, die am besten für Ihre Anwendung geeignet sind.

 

Bild von Formlabs: Filament-FDM-3D-Drucker links und SLA-Harz-3D-Drucker rechts.

 

Die Grundlagen des FDM-Filament- und Harz-3D-Drucks

Das Filamente Beim 3D-Druck werden Thermoplaste verwendet, also Kunststoffe, die eher bei Erwärmung schmelzen. Thermoplaste lassen sich in heißem Zustand formen und formen und verfestigen sich beim Abkühlen. Das Filament wird in eine Heizkammer in der Extruderbaugruppe des Druckers eingeführt, wo es auf seinen Schmelzpunkt erhitzt und dann durch eine Metalldüse extrudiert wird. Wenn sich die Extruderbaugruppe bewegt, verfolgt sie einen Pfad, der in eine 3D-Objektdatei programmiert ist, um Schicht für Schicht das gedruckte Objekt zu erstellen.

Harzdrucker formen Teile aus flüssigem Harz, das aushärtet und fest wird, wenn es UV-Licht ausgesetzt wird. Ähnlich wie Filamentdrucker bauen Harzdrucker Teile in Schichten auf. Der Unterschied besteht darin, dass es sich verfestigt, wenn ein Teil Licht ausgesetzt wird. Jeder Schnitt zu einem Muster aus UV-Licht verfestigt das Harz an den gewünschten Stellen. Es gibt drei Arten von gängigen Harz-3D-Druckern, DLP (Digital Light Processing), SLA (Stereolithographie) und MSLA (Mikrostereolithographie. Diese Technologien unterscheiden sich darin, wie sie das Harz aushärten. Ein DLP-3D-Drucker verwendet einen DMD-Chip und einen Projektor (im Grunde wie die alten Dia-Projektoren), um ein Ganzes auszuhärten Schicht auf einmal.

SLA-Drucker verwenden einen Laser, der einen Weg durch das Harz zeichnet. An der Stelle, an der der Laser auf das Harz trifft, härtet das Harz aus und verfestigt sich. Von außen sind sich diese Drucker sehr ähnlich. Seit dem Aufstieg des LCD-basierten Drucks (MSLA) sind die Preise für harzbasierte 3D-Drucksysteme auf das Niveau von FDM-Druckern gesunken. Aus diesem Grund verwenden die meisten kostengünstigeren Harzdrucker fast dieselbe LCD / MSLA-Technologie.

Wenn Sie überlegen, welche dieser Arten von 3D-Druckern Sie kaufen möchten, müssen Sie zuerst darüber nachdenken, welche Art von Teilen Sie herstellen möchten. Filamentdrucker eignen sich gut für die Herstellung von Teilen mit thermoplastischen Eigenschaften und sind oft größere Teile. Harzdrucker zeichnen sich durch die Erzeugung feiner Details aus und können viel präziser auf kleine Teile drucken, verwenden jedoch duroplastisches Harz. Es gibt noch ein paar weitere wichtige Faktoren, die Sie berücksichtigen sollten, wenn Sie auswählen, welche dieser Technologien für Ihre spezifischen Anforderungen am besten geeignet ist.

 

Druckqualität von Harz- vs. Filament-3D-Druckern

Harzdrucker sind bekannt für ihre hervorragende Oberflächenqualität, sowohl in kleinen Details auf Drucken als auch für die Herstellung von Modellen mit fast keinen sichtbaren Schichtlinien. Zum Vergleich: Jede Schicht auf einem Harzdrucker ist typischerweise 25 – 100 Mikrometer dick, während Filamentdruckerschichten typischerweise 100 – 300 Mikrometer dick sind. Selbst wenn bei beiden Technologien mit einer Schichtdicke von 100 Mikron gedruckt wird, sind 3D-gedruckte Harzteile viel detaillierter und genauer.

Harzdrucker können sehr feine Details erfassen, da die Auflösung jeder Schicht durch die Größe der Pixel auf dem LCD-Bildschirm definiert wird, die bei MSLA-50D-Druckern für Verbraucher typischerweise im Bereich von 3 Mikrometern liegen. Für einige spezialisierte Drucker wie z Phrozen Sonic Mini 8K, die Pixelgröße ist mit 22 Mikron sogar noch kleiner. Bei Filamentdruckern ist die Auflösung durch die Größe der Öffnung in der Düse begrenzt, in der sich geschmolzenes Material ablagert, die typischerweise 0.4 mm (400 Mikrometer) beträgt. Es ist möglich, kleinere Düsen auf Filamentdruckern zu installieren, aber die kleinsten brauchbaren Düsen sind immer noch 200 Mikron. Eine solche Düse erhöht auch die Druckzeit für den Filamentdrucker deutlich entsprechend CrealityExperten.

 

Bild von Formlabs: Filament-FDM-3D-Drucker links und SLA-Harz-3D-Drucker rechts.

Wenn Sie detaillierte Objekte wie Minifiguren, Schmuckteile, Dentalanwendungen oder Teile herstellen möchten, bei denen es auf hohe Genauigkeit ankommt, sind Harzdrucker eine gute Wahl.

Druckgeschwindigkeit von Harz vs. FDM-Filament-3D-Druck

Mit typischen Einstellungen können Filamentdrucker einzelne Objekte recht schnell schneller produzieren. Wenn Sie dem Druckbett weitere Objekte hinzufügen, erhöht sich die Druckzeit proportional. Denn die Düse muss jedes Teil einzeln abfahren. Harzdrucker wie MSLA- und DLP-Drucker können mehrere Teile mit der gleichen Druckzeit wie ein einzelnes Objekt drucken. Das LCD und DLP belichten jede Schicht für eine festgelegte Zeitspanne, unabhängig davon, wie viele Teile Sie drucken. In diesen Fällen kann Harz oft wesentlich schneller sein, wenn Sie viele Teile benötigen.

 

Haltbarkeitsharz für gedruckte Teile im Vergleich zu FDM-Filament

Aus Filament gedruckte Teile verwenden thermoplastische Materialien mit ihren bekannten thermoplastischen Eigenschaften. Neben dem allgemein verwendeten PLA können Sie alternative Materialien wie PETG und ABS verwenden, die eine erhöhte Festigkeit und Hitze-/UV-Beständigkeit für Teile bieten, die im Freien verwendet werden. Teile, die mit einem FDM-3D-Drucker gedruckt wurden, haben eine wesentlich geringere Festigkeit, wenn Kräfte über Schichten wirken. Das bedeutet, dass die Stärke in der Z-Achse im Vergleich zur Stärke in XY-Richtung normalerweise viel schwächer ist. Daher ist es wichtig, die Ausrichtung der Teile zu berücksichtigen maximize Stärke.

Standardharzdrucke sind ziemlich spröde und werden normalerweise nicht für Funktionsteile bevorzugt, die erheblicher Kraft oder Alterung ausgesetzt sind. Darüber hinaus führt bei Standardharzen die Einwirkung von Sonnenlicht dazu, dass die Drucke mit der Zeit schwächer werden. Für Außenanwendungen ist es wichtig, die richtigen Harze auszuwählen, die der UV-Alterung standhalten. Darüber hinaus ist es wichtig, das technische Datenblatt jedes Materials zu lesen, um seine Eigenschaften zu verstehen.

 

Bauvolumen und Druckgeschwindigkeit im Resin- vs. FDM-Filament-3D-Druck.

Wenn Sie große Teile drucken möchten, sind Filamentdrucker im Vorteil. Einstiegs-FDM-3D-Drucker wie die Creality Ender 3 haben ein Bauvolumen von 220 x 220 x 250 mm. Ein Modell größer, die Creality XR-10 Max hat sogar ein Druckvolumen von 450 x 450 x 475 mm. Für Filament-FDM-Drucker ist ein größeres Bauvolumen einfacher zu entwickeln, und größere Drucker sind leichter zu finden.

Die Harz-3D-Drucker der Einstiegsklasse haben ein kleineres Bauvolumen. Einstiegsdrucker wie der Elegoo Mars 2 kann bis zu 129 x 80 x 160 mm drucken. Großformatige Resin-Drucker wie z Elegoo Saturn sind 192 x 120 x 150 mm groß und damit immer noch wesentlich kleiner als selbst die Filamentdrucker der Einstiegsklasse. Auch größere Modelle sind ebenso erhältlich wie die Phrozen Sonic Mega 8K, Elegoo Jupiter, Anycubic Photon M3 Max und für Peopoly Phenom Prime.

Die Bauvolumen dieser Drucker sind:

Anycubic Photon M3 Max           300 * 164 * 298 mm

Elegoo Jupiter                             278 * 156 * 300 mm

Phrozen Sonic Mega 8K              330 * 185 * 400 mm

Peopoly Phenom Prime               276 × 155 × 400 mm

 

Benutzerfreundlichkeit und Nachbearbeitung Harz vs. Filament

Harz-3D-Drucker sind einfach einzurichten, das Photopolymerharz kann einige Komplikationen verursachen. Es ist wichtig zu beachten, dass Flüssigharz eine Chemikalie ist. Es ist wichtig, das Sicherheitsdatenblatt zu lesen, bevor Sie ein neues Harz verwenden. Das Sicherheitsdatenblatt weist auch die PSA an, Handschuhe zu tragen, wenn die Möglichkeit besteht, mit dem Harz in Kontakt zu kommen. Darüber hinaus können einige Harze einen ausgeprägten Geruch haben und es wird empfohlen, Harz-3D-Drucker in einem gut belüfteten Bereich aufzubewahren. Der Harzgeruch variiert von Harz zu Harz. Die meisten billigen Harze werden aus billigen Bausteinen formuliert, die ziemlich stinken können. Am meisten Liqcreate Harze haben keinen / geringen Geruch. Sende eine Email an info@liqcreate.com um mehr darüber zu erfahren.

 

Der Harz-3D-Druck erfordert immer eine Nachbearbeitung, während dies beim FDM-Filamentdruck optional ist. Abgeschlossene Drucke weisen nach Fertigstellung flüssiges Photopolymerharz auf der Oberfläche auf. Sie müssen die mit Harz bedruckten Teile waschen und nachhärten. Waschlösungsmittel können Isopropylalkohol (IPA), Ethanol oder Liqcreate resin cleaner. Das Lösungsmittel wird mit Harz gesättigt und nach einiger Zeit unwirksam. Wenn die Wirksamkeit nachlässt, wird empfohlen, das Waschlösungsmittel zu erneuern und gemäß den örtlichen Vorschriften zu entsorgen.

 

Filamentdrucker sind nach der Einrichtung einfacher zu verwenden. Alle Materialien können ohne Schutz sicher gehandhabt werden und für die meisten Drucke ist keine Nachbearbeitung erforderlich. Nach dem Druck müssen die Stützstrukturen entfernt werden und eine zusätzliche Nachbearbeitung ist optional. Beispielsweise können Sie ABS-3D-gedruckte Teile glätten, indem Sie Aceton auf die Oberfläche sprühen. Lesen Sie die Anweisungen, bevor Sie dies versuchen, da dadurch auch die Genauigkeit verringert wird!

Bild von All3DP.com: Glätten der Oberfläche von ABS-Filament-3D-gedruckten Teilen.

 

Kosten für Harz vs. FDM-Filament-3D-Druck

Vor Jahren war die Anschaffung eines Harz-3D-Druckers im Vergleich zu einem Filament-3D-Drucker viel teurer. Mit der Einführung der kostengünstigen MSLA-Harz-3D-Drucker auf LCD-Basis hat sich dies geändert. Aufgrund dieser Technologie liegen preisgünstige Harz-3D-Drucker der Einstiegsklasse in der gleichen Preisklasse wie Filament-3D-Drucker der Einstiegsklasse. Sie haben viele Möglichkeiten, wenn Sie nach einem preisgünstigen Harz-3D-Drucker oder einem preisgünstigen Filament-3D-Drucker suchen. CrealityExperten hat einen Vergleich zwischen Harz- und FDM-Filament-3D-Druckern der Einstiegsklasse durchgeführt. Sehen Sie sich ihre Seite-an-Seite-Vergleiche an.

Harz- und Filament-3D-Drucker der Einstiegsklasse

Bild von CrealityExperten: die Harz- und Filament-3D-Drucker der Einstiegsklasse, die Creality Ender 3 links und Elegoo Mars auf der rechten Seite.

 

Harz- und Filament-3D-Drucker mittlerer Größe / Größe

Bild von CrealityExperten: die Harz- und Filament-3D-Drucker der Einstiegsklasse, die Creality CR10S Pro links und Elegoo Saturn auf der rechten Seite.

 

 

Harz- und Filament-3D-Drucker im Großformat

Bild von CrealityExperten: die Harz- und Filament-3D-Drucker der Einstiegsklasse, die Ultimaker S3 links und Peopoly Phenom Prime auf der rechten Seite.

 

Industrielle Harz- und Filament-3D-Drucker

Stratasys hat kürzlich seinen industriellen FDM-3D-Drucker F123 auf den Markt gebracht. Die Drucker der F123-Serie vereinen Leistungsfähigkeit auf Industrieniveau mit einfacher Bedienung. F123-Drucker erfordern kein spezielles Fachwissen und bieten Kohlefaser-3D-Druck, schnellen und einfachen Materialwechsel und automatische Kalibrierung für genaue, zuverlässige Ergebnisse. Es hat ein Bauvolumen von bis zu 355 x 254 x 355 mm und mehr als 8 verfügbare Industriefilamente. Die kleinste Maschine (mit kleinerem Bauvolumen und 2 verfügbaren Materialien) hat einen Startpreis von 20.000 $ laut TCT-Magazin.

Bild von 3Dprintingindustry.com: Die neue Stratasys F123-Serie von FDM-Filament-3D-Druckern.

Industrielle Harz-3D-Drucker sind ebenfalls erhältlich, zum Beispiel der Nexa3D NXE400. Mit einem Bauvolumen von 275 x 160 x 400 mm, intelligenter Optimierung und der revolutionären patentierten Lubricant Sublayer Photocuring (LSPc)-Technologie von Nexa3D ist der Photopolymer-400D-Drucker NXE 3 perfekt für jede Anwendung.

 

Laufende Kosten im Resin- und FDM-3D-Druck

Laut CrealityExperten: Es ist wichtig, die Gesamtlaufzeit eines 3D-Druckers zu berücksichtigen, da die laufenden Kosten einen größeren Teil der Gesamtkosten ausmachen können als der Kaufpreis der Maschine selbst. Der Großteil der laufenden Kosten sind die Materialien, die Sie zur Herstellung von Teilen verwenden: das Filament oder Harz.

Insgesamt sind die Kosten für Harz pro Kilogramm höher, aber Sie werden wahrscheinlich weniger mit einem Harzdrucker aufgrund seiner kleineren Baugröße verbrauchen. Wenn Sie planen, größere Teile auf Ihrem Harzdrucker zu drucken, können Sie den Harzverbrauch reduzieren, indem Sie die Teile hohl machen und ein Ablaufloch einbauen, damit das nicht verwendete Harz in der mittleren Vertiefung ablaufen kann. Zusätzlich müssen Sie die Kosten für die Waschlösungsmittel berücksichtigen und es wird dringend empfohlen, eine Wascheinheit und eine Aushärteeinheit zu kaufen, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Für Filamentdrucker verwenden Teile typischerweise ein netzartiges Füllmuster, was Material spart.

Zusätzliche Kosten für den Harz-3D-Druck sind die FEP-Folie auf dem Boden Ihres Harztanks und gelegentlich ein neuer LCD-Bildschirm, wenn Ihr Drucker die MSLA-Technologie verwendet. Beim Filament-3D-Druck sind der Extruder, der das Filament drückt, und das heiße Ende, das es schmilzt, bevor es auf das Teil aufgebracht wird, im Allgemeinen die ersten Teile, die ersetzt werden müssen. FDM-Filamentdrucker erfordern etwas mehr Wartung, aber die Unterschiede sind gering.

Mit all diesen Informationen hoffen wir, dass Sie über genügend technisches Know-how verfügen, um zu entscheiden, welche Drucktechnologie für Sie am besten geeignet ist. Bei Fragen oder Anmerkungen können Sie gerne eine E-Mail an senden info@liqcreate.com.