Die Idee, sich zu Hause selbst seine Modelle zu drucken, fasziniert viele im Tabletop-Hobby seit langem. Doch ist das nicht zu teuer? Lohnt sich das, wie ist die Qualität der Modelle und wie funktioniert das Ganze? Wir geben euch eine kleine Einführung in den Resin-Druck.
Der 3D-Druck hat im Tabletop schon lange Einzug gehalten. Schließlich werden heutzutage viele Modelle bereits am Computer entworfen, und die Master-Modelle für die Gussformen gedruckt. Doch gerade Resindrucker, welche die nötige Detailschärfe für Tabletop-Modelle liefern, galten als unerschwinglich für den Heimgebrauch. Bis vor einigen Jahren waren mehrere tausend Euro nötig, um ein geeignetes Gerät anzuschaffen. Doch da Technologie sich sehr schnell entwickelt, sind viele Resindrucker inzwischen leicht zu finanzieren. Zusätzlich locken Hersteller wie Anycubic und Elegoo immer wieder mit Preisnachlässen. Wie funktioniert das Ganze eigentlich, und was gibt es zu bedenken? Wir zeigen es euch.
Inhaltsverzeichnis
Wie funktioniert das?
Resindrucker unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise deutlich von den schon länger verbreiteten Filamentdruckern. Bei Filamentdruckern wird ein Kunststoffband in einer erhitzten Düse geschmolzen und mittels Bewegung über drei Achsen ein Objekt erstellt. Resindrucker hingegen arbeiten mit einem UV-sensitiven, flüssigen Resin, welches bei Kontakt mit UV-Licht aushärtet. Dieses Resin wird in eine Wanne gefüllt, welche einen Boden aus einer durchsichtigen Folie besitzt. In die Wanne wird die Druckplatte abgesenkt, bis sie am Nullpunkt angekommen ist. Unter der Folie ist ein Bildschirm angebracht, welcher dann das Resin punktuell belichtet. Nun wird die Platte schrittweise angehoben, und jede Schicht wird einzeln durch den Bildschirm belichtet. Das Resin härtet an diesen Stellen aus. Das Modell wächst also Schicht um Schicht auf der Druckplatte und entsteht auf dem Kopf stehend, wobei es an der Druckplatte anhaftet. Durch diese Technik sind sehr scharfe und filigrane Drucke möglich. Gleichzeitig macht es für die Druckzeit keinen Unterschied, ob ein einzelnes, kleines Modell gedruckt oder die gesamte Druckplatte ausgenutzt wird. Jede Schicht wird für die vorher angegebene Zeit belichtet. Es ist dabei unerheblich, ob es sich um drei kleine Punkte oder die gesamte Fläche handelt.
Der Druckraum von Resindruckern fällt deutlich kleiner aus als bei Filamentdruckern. Darum sind Geländestücke nur eingeschränkt für den Druck mit Resin geeignet. Die Stärke dieser Drucker liegt bei kleinen, detailreichen Objekten, wie Tabletop-Modellen, Einzelteilen, kleineren Geländestücken und Bases.
Die älteren Drucker mit RGB-LCD-Bildschirm und einer 2K-Auflösung sind inzwischen mehr als erschwinglich und liefern trotzdem sehr scharfe Drucke ab. Die neueren Drucker haben einen Monochrom-LCD-Bildschirm mit 2K- oder sogar 4K-Auflösung. Sie trumpfen besonders mit kürzeren Belichtungszeiten auf, was die Druckzeit erheblich verkürzen kann.
Wie mache ich das?
Bevor ein Modell gedruckt werden kann, ist ein wenig Vorbereitung notwendig. Doch auch dies ist kein Hexenwerk, und mit ein wenig Einarbeitung geht dies flüssig von der Hand.
Wo bekomm ich meine Modelle her?
Zu druckende Modelle bekommt man auf verschiedenen Wegen aus dem Internet. Wer sich selbst in 3D-Design einfuchsen möchte, kann sie auch selbst erstellen.
Auf den bekannten Crowdfunding-Plattformen wimmelt es von Projekten, die STL-Dateien zum Drucken anbieten. Der große Vorteil dieser Projekte gegenüber den üblichen Kampagnen ist, dass die Wartezeiten sehr gering ausfallen. Oft sind die Modelle bereits zu Beginn der Kampagne fertig, und man erhält einen Downloadlink nach wenigen Wochen oder Monaten.
Auch auf Patreon bieten viele Anbieter*innen für ihre Unterstützer*innen jeden Monat eine Auswahl neuer Modelle an. Aber auch der klassische Einkauf im Online-Shop ist möglich. In der Regel erwirbt man dabei das Recht zur eigenen Verwendung. Es gibt auch die Möglichkeit, Lizenzen zu erwerben, um die gedruckten Modelle weiterzuverkaufen.
Auf Plattformen wie Thingiverse findet man darüber hinaus jede Menge Modelle und Bits, welche man kostenlos herunterladen kann. Natürlich freuen sich die Ersteller*innen aber darüber, wenn man die Funktion nutzt, ihnen ein Trinkgeld zu hinterlassen.
Welche Resine gibt es?
Auf dem Markt gibt es viele verschiedene Resine von vielen verschiedenen Anbietern. Bei Resin handelt es sich meist um Kunstharz, welches, egal in welcher Form, nicht förderlich für die Gesundheit sind. Im Umgang mit flüssigem Resin sollte darum auf Handschuhe und eine Schutzbrille nicht verzichtet werden. Auch ein gut belüfteter Raum ist von Vorteil. Das Drucken im Wohnraum ist nicht zu empfehlen, da die meisten Resine sowohl vor als auch während des Druckens ausdünsten.
Standard-Resin muss nach dem Drucken mit Isopropanol oder einem anderen, möglichst reinen Alkohol gewaschen werden. Dies dient dazu, Rückstände nicht ausgehärteten Resins zu entfernen. Es gibt allerdings auch Resine, welche mit Wasser gewaschen werden können. Es sollte hierbei aber nicht der Eindruck entstehen, diese Resine seien weniger gesundheitsgefährdend.
Resine erhält man außerdem in verschiedenen Farben und auch durchsichtig.
Supports und Slicing
3D-Dateien, wie man sie aus dem Internet bekommt, können so noch nicht gedruckt werden. Vorher müssen sie mit einem speziellen Programm, wie zum Beispiel Chitubox, umgewandelt werden. Dabei wird das Modell in einem virtuellen Druckraum angezeigt, in welchem es positioniert werden kann. Sollte die Datei pre-supported sein, hat man den Großteil der Arbeit bereits erledigt. Pre-supported bedeutet, dass das Modell über eingefügte Stützen verfügt, welche nach dem Druck entfernt werden. Diese Stützen sind nötig, um ausladenden Teilen, wie ausgestreckten Armen oder ähnlichem, zusätzlichen Halt zu geben. Aber auch Details, die zum Zeitpunkt ihres Druckes noch keine Verbindung zum Rest des Modelles haben, werden so gestützt. Ein nach unten zeigender Arm, welcher nicht am Körper anliegt, würde sonst schwebend in der Wanne belichtet werden und einfach auf den Wannenboden fallen, da er keinerlei Kontakt zur Druckplatte hätte.
Verfügt das Modell noch nicht über Supports, müssen diese selbst hinzugefügt werden. Es kann hilfreich sein, ein Modell zu kippen und so die Supports auf einer Seite zu konzentrieren. Dann braucht man nach dem Druck nur auf der Seite die Stützen zu entfernen und verbessert damit die Detailschärfe auf der gegenüberliegenden Seite. Ein weiterer Nebeneffekt ist, dass Modelle, wenn man sie kippt, weniger hoch sind und somit weniger Schichten für den Druck benötigt werden. Der Druck erfolgt also schneller.
Für das Anlegen von Supports kann man auf eine Automatikfunktion zurückgreifen, welche in der Regel aber nicht ausreicht. Das Programm markiert darüber hinaus Punkte, welche gestützt werden sollten. Mit etwas räumlichen Vorstellungsvermögen und logischem Denken gelingt dies gut. Es nimmt unter Umständen Zeit in Anspruch.
Sind die Modelle positioniert und alle Stützen gesetzt, müssen noch die Belichtungszeiten und die Schichtdicke festgelegt werden. Die untersten Schichten, mit welchen die Modelle an der Platte anhaften, werden hierbei länger belichtet, um eine optimale Haftung zu gewährleisten. Darum druckt man in der Regel auch nicht die untersten Modellschichten direkt, sondern lässt das Modell mit einer Plattform anhaften, von welcher Stützen das eigentliche Modell halten. Die für das Modell verwendeten Belichtungszeiten sind abhängig vom Drucker, dem Resin, der Schichtdicke und dem Detailgrad. Dickere Schichten müssen länger belichtet werden, längere Belichtung liefert weniger Detailschärfe, da das Licht länger Zeit hat, auch Bereiche neben dem belichteten Punkt auszuhärten. Kurze Belichtungszeiten führen aber zu nicht durchgehärtetem Resin, was bei mangelnden Stützen zu verbogenen Teilen führen kann. Im Internet gibt es viele Tabellen, aus welchen man Erfahrungswerte anderer Personen entnehmen kann, wie bestimmte Drucker mit bestimmten Resinen, Schichtdicken und Belichtungszeiten erfolgreich drucken konnten. Aber mit der Zeit hat man mit den eigenen Erfahrungen den Bogen raus. Über die reinen Belichtungszeiten hinaus gibt es noch ein paar weitere Einstellungen, welcher aber eher einen Feintuningcharakter haben.
Sind alle Parameter gewählt, geht es ans Slicing. Hierbei zerlegt das Programm das Modell in viele dünne Schichten, welche beim Druck dann einzeln belichtet werden. Je nach Größe des Modells und Leistung des verwendeten Rechners, kann dies einige Minuten dauern. Nach Abschluss des Prozesses kann die Datei mittels eines USB-Stickes oder bei manchen Druckern auch über das Netzwerk, übertragen werden.
Der Druck
Die meisten Drucker sind beinahe sofort nach dem Auspacken einsatzbereit. In der Regel müssen nur Druckplatte und Wanne eingebaut werden. Die Druckplatte muss zusätzlich vor dem ersten Einsatz und danach hin und wieder kalibriert werden. Dazu senkt man die leicht gelöste Platte, ohne eingesetzte Wanne, in sehr kleinen Schritten manuell auf ein dünnes Blatt Papier ab. Sobald man das Papier zwar noch mit Widerstand herausziehen, es aber nicht zurückschieben kann, ist der Nullpunkt erreicht. Die Platte wird festgeschraubt und der Punkt im Menü des Druckers gespeichert.
Ist die Platte wieder angehoben, kann die Wanne eingebaut und fixiert werden. Anschließend wird das Resin gut aufgeschüttelt und vorsichtig in die Wanne gegossen. Die geschätzte benötigte Menge für den Druck hat die Slicing-Software vorher angezeigt, wobei immer etwas mehr verwendet werden sollte. Schließlich muss ein Spiegel des Resins erhalten sein, um auf der ganzen Fläche drucken zu können. Auch für die Resinmenge entwickelt man mit der Zeit ein Gefühl. Am Anfang darf man gern etwas großzügiger sein. Nichts ist ärgerlicher als ein missglückter Druck, weil ein paar Milliliter Resin gefehlt haben. Zur Not lässt sich Resin auch während des Druckens nachgießen. Nur stoppen sollte man den Drucker dazu nicht, da dies in der Regel zu Fehldrucken führt.
Ist die Wanne befüllt, wählt man über das Menü des Druckers die zu druckende Datei, und den Rest erledigt der Drucker eigenständig. Je nach Größe des Modells und der verwendeten Einstellungen kann so ein Druck zwischen zwei Stunden und einem halben Tag dauern.
Nacharbeit
Ist der Druck abgeschlossen, wird die Druckplatte aus dem Drucker entnommen und die gedruckten Modelle mit Hilfe eines Schabers aus Kunststoff von der Druckplatte gelöst. Je nach verwendetem Resin werden sie nun mit Isopropanol oder Wasser abgewaschen, um nicht ausgehärtetes Resin von der Modelloberfläche zu entfernen. Man kann sie sanft durch ein Becken schwenken oder auch vorsichtig mit einer weichen Zahnbürste abreiben.
Sind die Modelle gewaschen, müssen sie noch ausgehärtet werden. Hierfür müssen sie erneut UV-Licht ausgesetzt werden. Dies ist zwar auch mit Sonnenlicht möglich, es empfiehlt sich jedoch, eine UV-Lampe zu verwenden. Damit das UV-Licht auch alle Stellen gut erreicht, sollte darüber nachgedacht werden, zumindest einen Teil der Stützen zu entfernen.
Im Handel gibt es spezielle Geräte, in welchen die Modelle in einem Korb in ein Bad gesenkt werden und der Inhalt durch einen Rührmechanismus in Bewegung gehalten wird. Auf einem Drehteller kann das gewaschene Modell dann mit UV-Licht ausgehärtet werden.
In der Zwischenzeit sollte der Drucker gereinigt werden. Übrig gebliebenes Resin kann in einen lichtdichten Behälter gegossen werden. Dazu sollte ein Filter benutzt werden, um gegebenenfalls ausgehärtete Resinstücke aufzufangen. Außerdem sollte das Resin nicht zurück in die Flasche mit unbenutztem Resin gegossen werden, um dieses möglichst rein zu halten. Resinreste kann man später für einfache Drucke oder Testdrucke verwenden.
Die Druckplatte kann man mit einem in Isopropanol getränkten Küchentuch gründlich abwischen. In die Wanne kann man etwas Isopropanol geben und sie dann gut auswischen. Hierbei sollte besonders darauf geachtet werden, dass an den Ritzen zwischen Folie und Wannenrand kein Resin zurückbleibt. Auch den LCD-Bildschirm sollte man reinigen. Dabei sollten Kratzer unbedingt vermieden werden. Gelegentlich muss außerdem das Gewinde der Z-Achse geschmiert werden, um einen flüssigen Lauf der Druckplatte zu gewährleisten.
Lohnt sich das?
Resindruck ist inzwischen erschwinglich geworden, und das Angebot an Dateien ist groß. Man muss zwar etwas Zeit investieren, aber mit Hilfe des Internets und eigenen Erfahrungen kommt man schnell zurecht. Dennoch bleibt der 3D-Druck ein Hobby im Hobby, und die zusätzlichen Mühen können abschrecken. Zudem ist das Hantieren mit Flüssigresin nicht ungefährlich, und für den Drucker sollte man einen entsprechenden Raum haben, um sich den Ausdünstungen nicht auszusetzen. Wen dies aber nicht abschreckt, der*die kann sich mit entsprechendem Zeitaufwand ganze Armeen drucken und spart dabei sogar noch Geld. Zumindest wenn man die eigene aufgebrachte Hobbyzeit nicht mit Geld aufwiegt. Im Moment wird der Resindruck sicherlich nicht die Hersteller von Modellen verdrängen. Aber er ist eine nützliche Erweiterung des Hobbys und bietet viele kreative Möglichkeiten.
Layout und Satz: Roger Lewin
Lektorat: Rick Davids
Fotografien: Dennis Rexin
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Danke für die anfängergerechte Zusammenfassung
Sehr gern geschehen und es freut mich, dass sie gefällt :)