Resin für 3D-Drucker: Flexibel, extra stabil oder abwaschbar
Philipp Sussmann
Philipp hat seinen beruflichen Werdegang als Praktikant in einer Werbeagentur begonnen und ist mit verantwortlich für das Design von Bierdeckeln, Werbetafeln und einem Fan-Bus eines großen Fußballvereins. Danach folgte der erste Schritt zum Journalismus: Ein Volontariat bei PC-Zeitschriften, die heute kaum noch jemand kennt - PC Direkt und PC Professionell. Dann folgte ein mehrjähriger Ausflug in die Welt des Marketings, PR-Arbeit und Qualitätsmanagement in einem mittelständischen Handelsunternehmen.
Seit 2015 ist Philipp bei Heise im Team von Bestenlisten aktiv. Hier bringt er auch seine privaten Interessen ein und deshalb für Drohnen, Laser, Balkonkraftwerke, Powerstations und zahlreiche China-Gadgets wie Handwärmer, USB-Lötkolben oder Mini-Taschenlampen zuständig.
UV-empfindliches Harz für Resin-Drucker gibt es in zig Farben von unterschiedlichen Herstellern mit ganz verschiedenen Materialeigenschaften. TechStage zeigt, welches Resin für welche Anwendung geeignet ist.
Dieser Ratgeber gehört zur Themensammlung 3D-Druck . Hierzu sind in den letzten Wochen beispielsweise folgende Artikel erschienen:
In unserem Artikel Top 10: Die besten 3D-Drucker für Filament und Resin im Vergleich zeigen wir, welche Geräte in den Einzeltests am meisten überzeugt haben.
Resin, unter UV-Licht härtendes Harz, für 3D-Drucker gibt es mittlerweile in vielen verschiedenen Variationen. Zu den gängigen DLP-Druckern wie Elegoo Mars (Testbericht) oder Anycubic Mono X (Testbericht) sind sie alle kompatibel, solange sie bei einer Lichtwellenlänge von 405 nm aushärten. Wie lange das jeweilige Harz belichtet werden muss und welche Materialeigenschaften es aufweist, ist von verschiedenen Faktoren abhängig.
Neuere Drucker mit einem Monochrom-Display, wie der Anycubic Mono X, brauchen grundsätzlich kürzer, um das Harz auszuhärten, da weniger UV-Licht gefiltert wird als bei Druckern mit RGB-Display, wie beispielsweise dem Elegoo Mars. Ein zweiter entscheidender Punkt für die Belichtungsdauer ist die Leistung des genutzten UV-Lichts. Im Test ist das beispielsweise im Vergleich zwischen Anycubic Photon (Testbericht) und Nova3D Elfin (Testbericht) , beide arbeiten mit RGB-Displays, aufgefallen. Der Elfin nutzt eine stärkere Lichtquelle und braucht in der Praxis eine Sekunde kürzer, um dasselbe Harz zu belichten.
Einen noch viel größeren Einfluss auf die benötigten Settings und vor allem auf das Endresultat hat allerdings das Resin selbst. Nicht nur jeder Hersteller hat seine eigene Rezeptur, auch die Harze ein und desselben Herstellers unterscheiden sich deutlich. Neben der Sorte beeinflusst beispielsweise die Farbe die Belichtungszeit. Die Eigenschaften des ausgehärteten Harzes sind wiederum von der Resin-Sorte abhängig.
Als Beispiel: Für das schwarze Standard-Resin von Elegoo braucht der Elegoo Mars mit seinem RGB-Display eine Belichtungszeit von 13 bis 15 Sekunden pro Normal-Layer. Für das graue Harz der gleichen Sorte benötigt der Drucker nur 8 Sekunden.
Grundsätzlich für alle Resin-Sorten gilt: Für einen erfolgreichen Druck, muss die Umgebungstemperatur stimmen. Als Richtwert gelten 20 Grad und mehr. In kalten Räumen, wie Kellern oder Garagen, muss man den Resin-Drucker dafür in ein beheiztes Gehäuse stellen – ansonsten schlagen die Druckversuche fehl. Gleiches gilt für die Durchmischung des Harzes. Steht das Resin über mehrere Tage oder gar Wochen im Resin-Tank (FEP) oder in der Flasche, muss man es vor der Benutzung unbedingt verrühren, schütteln oder auf sonstige Weise durchmischen, da der Druck ansonsten fehlschlagen wird. Wer sein Resin schüttelt, muss nach dem Auffüllen des Resin-Tanks einige Minuten abwarten, bis sich die Luftblasen aufgelöst haben. Ansonsten drohen Fehler beim Druck oder offene Stellen auf der Objekt-Unterseite.
Standard-Resin
Standard-Resins sind in der Regel am günstigsten und in zig verschiedenen Farben und auch in transparenten Varianten erhältlich. Wer möchte, dass transparent gedruckte Objekte möglichst klar bleiben, darf das Druckobjekt bei der Nacharbeit nicht zu lange nachhärten und sollte es nach dem Trocknen zusätzlich mit UV-Schutz-Lack überziehen.
Der größte Nachteil der Standard-Harze ist deren Sprödigkeit im ausgehärteten Zustand. So ist dieses Resin vor allem für Schauobjekte, Tabletop-Figuren und sonstige Objekte ohne größere mechanische Beanspruchungen geeignet.
Im Test von fünf gleichfarbigen Standard-Resins (Testbericht) zeigt sich, dass jedes Harz so seine Eigenheiten mitbringt. Während beispielsweise die Sorte Value UV Resin Standard von Prima Creator besonders kurze Belichtungszeiten benötigt, ist die Variante des Herstellers Elegoo besonders günstig. Auch vom Geruch unterscheidet sich das Verbrauchsmaterial extrem. Während manche Materialien brutal stinken, sind andere weitgehend unauffällig und riechen nur leicht. Allerdings ist gerade der Geruch eine sehr subjektive Angelegenheit – hier gehen die Meinungen, was angenehm und was unangenehm riecht, extrem auseinander.
Anbei einige Standard-Resins und deren Preise:
ABS-like-Resin
ABS-like oder Tough-Resin sind nur zwei der Namen für besonders stabiles Harz, welches nach dem Aushärten weniger spröde ist als das normale Standard-Resin. Durch die höhere Festigkeit ist es sowohl für die Nachbearbeitung als auch bei mechanischen Beanspruchungen deutlich besser geeignet. Die Preise für das härtere und widerstandsfähigere Resin sind nur minimal höher als die der Standard-Ware und so lohnt der Umstieg, wenn die fertigen Druckobjekte auch etwas aushalten sollen.
Auch diese Resin-Sorte gibt es in zahlreichen verschiedenen Farben. Wer spezielle Zusatzanforderungen wie eine chemische Widerstandsfähigkeit oder Temperaturbeständigkeit an das Material hat, muss allerdings die Datenblätter wälzen. Jeder Hersteller benutzt eine eigene Mixtur und so sind die ausgehärteten Modelle je nach Harz ganz unterschiedliche belastbar.
Anbei einige Rough-Resins und deren Preise:
Flexibles Resin
Für einige spezielle Anwendungen gibt es außerdem flexibles Resin (Ratgeber) . Dieses härtet zwar unter UV-Licht, allerdings bleibt eine gewisse Flexibilität erhalten. Wie flexibel das Endergebnis tatsächlich ist, hängt dabei sowohl vom verwendeten Harz als auch von dessen Mischungsverhältnis ab. Wer möchte, kann das verhältnismäßig teure Resin nämlich auch mit fest aushärtendem Harz mischen und so Einfluss auf die Flexibilität nehmen. Wie unser Test mit dem flexiblen Harz von Druckwege gezeigt hat, ist der Druck des Materials allerdings nicht so einfach, wie mit Standard- oder ABS-Like-Resin. Das liegt daran, dass man sich selbst an die idealen Settings herantasten muss, da es bisher nur wenig Erfahrungsberichte zu Flex-Resin gibt.
Trotzdem, wer Funktionsteile wie Smartphone-Hülle, Kamera-Halterungen, Modellbau-Reifen oder Ähnliches drucken will, kommt um das flexible Material nicht herum.
Anbei einige Flex-Resins und deren Preise:
Unter Wasser abwaschbares Resin
Dieses Harz unterscheiden sich von Standard- oder ABS-like-Resin eben dadurch, dass es mit Wasser abwaschbar ist. Bei normalem Resin kommt für die Reinigung nach dem Druck üblicherweise Isopropanol zum Einsatz. Dieses ist nicht nur kritisch in der Handhabung, sondern auch teuer. Auch der Geruch des Reinigers ist nichts für feine Nasen und so stellt diese Resin-Sorte eine interessante Alternative für den Alltagsgebrauch dar. Eines sollte man im Vorfeld trotzdem bedenken: Das Wasser, welches zum Reinigen des abwaschbaren Resins genutzt wird, darf keinesfalls im Abwasser landen, sondern muss entsorgt werden, da das Harz im flüssigen Zustand giftig ist. Alternativ kann man das Wasser auch einfach verdunsten lassen – das braucht aber seine Zeit. Die Reste lassen sich dann per UV-Licht härten und können anschließend im Hausmüll entsorgt werden. Verfügbar ist das abwaschbare Resin in einer Handvoll verschiedener Farbtöne. Auch transparente Varianten sind erhältlich. Die Eigenschaften des ausgehärteten Materials sind mit denen von Standard-Resin vergleichbar, allerdings ist der Verzug beim Trocknungsvorgang etwas höher, weshalb das Material beispielsweise an dünnen Wänden reißen kann.
Anbei einige Washable-Resins und deren Preise:
Sonderformen
Darüber hinaus gibt es noch einige Sonderformen. Den Anfang macht Bio- oder ECO-Resin . Dieses Harz auf pflanzlicher Basis enthält, laut Beschreibung, keine bedenklichen Chemikalien. Im flüssigen Zustand sollte es laut Produktbeschreibung trotzdem keinesfalls an die Haut geraten – ein Schelm, der dabei böses denkt. So unbedenklich, ist das flüssige Harz also gar nicht. Das auf Sojabasis hergestellte Material soll laut diverser Kundenaussagen außerdem weniger unangenehm riechen. Gereinigt wird dieses Resin mit einer Mischung aus destilliertem Wasser und etwas Spüli. Auch dieses Abwasser darf nach der Reinigung nicht gedankenlos im Abfluss landen, sondern muss entsorgt werden! Beim Nachhärten muss man bei diesem Resin Vorsicht walten lassen, da die Oberfläche bei Überbelichtung rau oder gar rissig werden kann. Um die Druckobjekte dauerhaft haltbar zu machen, empfehlen wir eine Lackierung UV-Schutz-Lack. Aktuell stehen nur wenige Farbtöne zur Auswahl. 0,5 kg des Eco-Resin von Anycubic kostet aktuell 31 Euro.
Dental-Resin ist für professionelle Anwender im Bereich der Zahnmedizin gedacht. Das verhältnismäßig teure Material zeichnet sich insbesondere durch einen geringen Verzug und hohe Maßhaltigkeit aus. Die Hersteller bewerben außerdem eine hohe Formstabilität, Gips-ähnliche Textur und deckende Farben. Der hohe Preis macht das Material für die Privatanwendung weitgehend uninteressant. 1,25 kg des Dental-Resins von Monocure3D kosten 105 Euro.
Das nächste, als Wax- oder Castable-Resin bekannte Material ist ebenfalls nichts für den Alltag. Das auf Wachs-Basis aufbauende Harz zeichnet sich weniger durch dessen geringe Schrumpfung und hohe Maßhaltigkeit aus, sondern durch die annähernd rückstandslose Verbrennung. Druckobjekte aus diesem Material dienen beispielsweise in der Schmuckindustrie als Gussvorlage. 0,5 kg Wax-like Resin von Nova3d kosten 48 Euro.
Sogenannte Rapid-Resins gibt es mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften. Eines haben diese Resins aber gemein: die deutlich kürzere Belichtungsdauer im Vergleich zu anderen Harz-Sorten. Wer es beispielsweise im Prototypenbau eilig hat, kann seine Druckzeiten mit diesem Material verkürzen. In der Praxis ist dies mit dem neuen Monochrom-Display allerdings weniger entscheidend als bei Druckern mit RGB-Display. Grund hierfür ist die Tatsache, dass ein Anycubic Mono X (Testbericht) mit Monochrome-Display auch für Standard-Resin nur circa 1,5 Sekunden Belichtungszeit für Normal-Layer benötigt. Letztlich würde ein Rapid-Resin zwar nur etwa halb so lange brauchen, der mechanische Prozess des Anhebens und Absenkens der Druckplattform dauert aber trotzdem knapp 8 Sekunden pro Schicht. Und dieser Prozess kann durch das Resin nicht beschleunigt werden. Bei RGB-Displays, wie beim Anycubic Photon (Testbericht) oder Longer Orange 30 (Testbericht) , mit Belichtungszeiten von 8 bis 12 Sekunden, macht ist die Zeitersparnis des Rapid-Resins deutlicher spürbar. Der Mehrpreis lohnt sich aus unserer Sicht nicht.
Ein echter Exot ist leuchtendes Resin . Dieses verhält sich grundsätzlich ähnlich zu Standard-Resin, mit dem Unterschied, dass es im Dunklen leuchtet. Das Material wird unter normalem Licht aufgeladen und leuchtet, ähnlich wie Uhrzeiger oder Sternenhimmel fürs Kinderzimmer, über mehrere Stunden nach. Aktuell haben wir dazu aber nur ein entsprechendes Angebot gefunden: Hazard Glow von Liqcreate im Shop 3D-Jake . Dieses ist mir 60 Euro für 250 ml verhältnismäßig teuer.
Fazit
Es hat sich in den letzten 12 Monaten viel getan auf dem Resin-Markt. Während Anfang 2020 nur wenig Auswahlmöglichkeit bestand, gibt es mittlerweile für jeden Bedarf das richtige Material.
Für dekorative Objekte empfehlen wir günstiges Standard-Resin (Vergleichstest) oder unter Wasser abwaschbares Harz. Dieses ist nur minimal teurer und erspart im Gegenzug die hohen Kosten für teures Isopropanol. Auch Eco-Resin ist einen Versuch wert, allerdings haben wir bisher keine Erfahrungen mit dem Material.
Bei Funktionsteilen sollte man stabiles ABS-like-Resin verwenden oder gleich mit flexiblem Resin (Ratgeber) arbeiten. Wer es mit starr aushärtendem Material mischt, kann die Flexibilität es Endproduktes selbst bestimmen.
Wichtig bei allen Resin-Sorten: Das Material sollte im flüssigen Zustand nie an die Haut kommen. Auch die Reinigungslösung, egal ob Isopropanol oder Wasser, gehören keinesfalls in den Abfluss. Für die Benutzung sollte die Umgebungstemperatur bei 20 Grad und mehr liegen und das Harz gut durchmischt sein.
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