Es gibt viele Faktoren, die beeinflussen, ob ein bestimmtes Material auf einem Formlabs-SLA-Drucker funktioniert oder nicht. Druckzuverlässigkeit, Druckgeschwindigkeit, Oberflächengüte, Genauigkeit und Auflösung feiner Details sind alles Faktoren, die durch die Materialauswahl, den 3D-Drucker und Ihre Einstellungen im Druckeinstellungseditor beeinflusst werden können. Nicht alle Faktoren, die diese beeinflussen, sind auf den ersten Blick ersichtlich, und selbst einige Materialien, die die unten beschriebenen Anforderungen erfüllen, können dennoch zu Fehldrucken führen.

Als allgemeine Faustregel gilt: Wenn das Material für die UV-Härtung mit 405 nm Licht ausgelegt ist, stehen die Chancen gut, dass Sie damit auf einem Formlabs-SLA-Drucker wie dem Form 4 drucken können. Alle anderen Überlegungen sind zweitrangig.

Der wichtigste Faktor für die Bestimmung, ob ein Harz mit Formlabs-SLA-Druckern gedruckt werden kann, ist die Wellenlänge, für die es ausgelegt ist. Formlabs-Drucker verwenden Licht mit einer Wellenlänge von 405 nm, eine der am häufigsten verwendeten Wellenlängen beim 3D-Druck mit Photopolymerisation. Andere gängige Wellenlängen sind 385 nm und 450 nm. Je nach den verwendeten Photoinitiatoren gibt es einige Überschneidungen zwischen diesen, aber wenn der Hersteller des jeweiligen Harzes eine andere Wellenlänge als 405 nm verwendet, sollten Sie sich näher mit den Harzeigenschaften befassen, um festzustellen, ob es auf einem Formlabs-Gerät erfolgreich gedruckt werden kann.

Falls das Produkt keine Wellenlänge angibt, können Sie einen 405-nm-Laserpointer kaufen und einen Tropfen des Harzes dem Laser aussetzen, um zu sehen, ob es aushärtet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine kleine Menge Harz in einen sauberen Harztank zu gießen, das Reinigungsblatt-Werkzeug auf dem Drucker auszuführen und zu prüfen, ob das Harz ausgehärtet ist. Wenn das Harz bei diesen Tests nicht aushärtet, ist es unwahrscheinlich, dass es auf einem Formlabs-SLA-Drucker funktioniert. Wenn es aushärtet, ist es ziemlich wahrscheinlich druckbar, aber die Qualität, Zuverlässigkeit und Druckgeschwindigkeit müssen noch bewertet werden.

Wenn das Harz nicht für 405 nm Licht oder die Standardbelichtungswerte ausgelegt ist, können die folgenden Druckfehler auftreten:

• Teile sind unterhärtet: Teile sind sehr klebrig und schlaff (d. h. geringe Festigkeit im Grünzustand). Das bedeutet in der Regel, dass das Harz eine höhere Belichtung benötigt, um richtig zu drucken.
• Teile haben erhöhte Z-Blutung: Es findet mehr Aushärtung pro Schicht statt als gewünscht, sodass jede Schicht dicker ist als beabsichtigt. Löcher sind möglicherweise nicht rund und kleine Merkmale sind oft überdimensioniert.
• Nichts härtet aus: Selbst bei hoher Belichtung findet keine oder fast keine Aushärtung statt und das Teil bildet sich nicht.

Obwohl die Wellenlänge bei weitem die wichtigste Eigenschaft ist, gibt es einige andere Eigenschaften, die die Druckbarkeit eines Materials beeinflussen können. Diese Eigenschaften beeinflussen in der Regel die Qualität des Drucks.

Viskosität

Die Viskosität eines Harzes ist ein Maß für seinen Widerstand gegen das Fließen, der häufig in Centipoise oder cP angegeben wird. Wasser ist beispielsweise ein Material mit niedriger Viskosität, das schnell fließt, während Melasse ein Material mit hoher Viskosität ist, das extrem langsam fließt. Dies kann die Druckbarkeit eines Harzes erheblich beeinträchtigen. Harze mit sehr niedriger Viskosität können leicht auf die Seiten des Druckers spritzen, während Harze mit extrem hoher Viskosität langsame Motorbewegungen erfordern, damit das Harz die Druckoberfläche vollständig bedeckt und übermäßige Kräfte auf das Teil vermieden werden.

Formlabs-Drucker haben erfolgreich mit Harzen zwischen 100 und 30.000 cP gedruckt, obwohl es keine feste Grenze für die Druckbarkeit gibt. Im Allgemeinen werden Harze mit niedriger Viskosität bevorzugt, wobei die Viskosität der Harze im Bereich von einigen hundert cP liegt. Hochviskose Harze üben höhere Kräfte auf den Drucker und Ihre Druckteile aus, was zu Motor- oder Wischerstörungen, ungleichmäßigen Schichten oder anderen Defekten führen kann, die die Druckqualität ernsthaft beeinträchtigen. Zum Vergleich: Silicone 40A Resin ist derzeit das viskoseste Harz, das Formlabs herstellt, mit einer Viskosität von 7.800 cP.

Die Temperatur kann die Viskosität drastisch verändern, wobei höhere Drucktemperaturen zu einer geringeren Viskosität führen. Formlabs-SLA-Drucker können bei bis zu 45 °C betrieben werden, was den Druckvorgang erheblich beschleunigt und das Risiko von Fehldrucken verringert. Beachten Sie, dass das Erhitzen des Harzes die Vorbereitungszeiten verlängern und zusätzliche Dämpfe verursachen kann, wenn das ausgewählte Harz leicht flüchtig ist.

Einige häufige Druckfehler, die mit der Harzviskosität zusammenhängen, sind:

• Harz mit hoher Viskosität kann beim Absenken der Konstruktionsplattform übermäßige Kräfte erzeugen, was zu einer Durchbiegung der Konstruktionsplattform und zu dickeren oder leicht ungleichmäßigen Schichten führen kann.
• Hochviskoses Harz kann die Druckoberfläche zwischen den Schichten möglicherweise nicht vollständig nachbeschichten, was zu fehlenden oder unvollständigen Merkmalen führt.
• Niedrigviskoses Harz kann aus dem Harztank auf das Innere des Druckers spritzen.

Mechanische Eigenschaften

Formlabs-Drucker können mit Harzen mit einer Vielzahl unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften drucken, aber es gibt einige wichtige Faktoren zu beachten. Weichere Materialien sind in der Regel schwieriger zu drucken, da sie langsamere Motorbewegungen erfordern, um die Kräfte auf das Teil zu verringern, und mehr Stützstrukturen, um die Stabilität zu gewährleisten. Im Allgemeinen gilt: Wenn das Material einen Modul von 1500 MPa oder mehr aufweist, lässt es sich relativ leicht drucken, während weichere Materialien schwieriger zu verarbeiten sind.

Physikalische Eigenschaften

Je nach Material sind einige andere physikalische Eigenschaften zu beachten:

• Additiv/Füllstoff-Pulver oder Partikelgröße: Große Partikelgrößen, insbesondere solche, die größer als die Schichthöhe sind, können sich stark auf den Druck auswirken. Wenn das Harz ein Additiv mit einer Partikelgröße hat, die größer ist als die von Ihnen gewählte Schichthöhe, besteht die Gefahr, dass der Harztankfilm oder der Drucker selbst beschädigt wird, wenn eine Schicht nach unten gedrückt wird. Die Partikelmorphologie hat einen größeren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften. Wenn die Partikel in einer bestimmten Richtung länger sind, neigen sie dazu, sich in der XY-Ebene zufällig auszurichten, anstatt isotrop zu bleiben.
• Zusatz-/Füllstoffpulver oder Partikelmorphologie: Wenn das Harz einen Zusatzstoff enthält, dessen Partikel in einer bestimmten Richtung länger sind, neigen sie dazu, sich in der XY-Ebene auszurichten, anstatt isotrop zu bleiben.
• Transluzenz des Füllstoffs: Selbst Harze, die bei 405 nm Licht gut aushärten, können versagen, wenn sie mit einem Füllstoff versehen sind, der das Licht blockiert. Harze mit weniger transluzenten Füllstoffen können immer noch mit kleineren Schichthöhen gedruckt werden, da das Licht einen kürzeren Weg zurücklegen muss, bevor eine Schicht ausgehärtet ist.
• Chemische Verträglichkeit: Einige Materialarten können mit dem Harztank, dem Tankfilm oder einem anderen Teil des Druckers reagieren. Überprüfen Sie vor dem Druck und in regelmäßigen Abständen während des Druckvorgangs, ob unerwartete Reaktionen auftreten.
• Sicherheit: Lesen Sie vor der Handhabung neuer Materialien stets das Sicherheitsdatenblatt (SDB) des Herstellers. Achten Sie auf die Drucktemperatur, da diese die Verdunstung von Harzen verstärken kann. Ergreifen Sie bei der Arbeit mit Harzen geeignete Vorsichtsmaßnahmen, sorgen Sie für eine ausreichende Belüftung und tragen Sie persönliche Schutzausrüstung.