Die besten Harze für den 3D-Druck

Die Liste der im 3D-Druck verwendeten Materialien wird ständig erweitert. Harz ist ein dickflüssiges, lichtempfindliches Material, das beim 3D-Harzdruck verwendet wird. Flüssigharz ist eine Mischung aus verschiedenen Chemikalien und Zusatzstoffen, die die mechanischen und chemischen Eigenschaften des Harzes verbessern.

3D-Druck ist die Herstellung dreidimensionaler fester Objekte aus einer digitalen Datei. Ein 3D-gedrucktes Objekt wird mit Hilfe additiver Verfahren hergestellt, bei denen aufeinanderfolgende Materialschichten in verschiedenen Formen aufgetragen werden. Der 3D-Druck wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, z. B. in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und bei Konsumgütern.

Dieser Artikel befasst sich mit dem 3D-Druck von Kunstharz und den besten Kunstharzen für die 3D-Druckindustrie.

Zu den vier gängigsten Harz-3D-Druckern, die hochwertige Teile mit lichtempfindlichen Harzen auf Flüssigkeitsbasis herstellen, gehören:

• SLA-3D-Drucker - Stereolithografie-Drucker (SLA) verwenden einen Laser, um flüssiges Harz Schicht für Schicht auszuhärten und ein 3D-Objekt zu erstellen. Diese Art von 3D-Druckern ist für ihre hohe Genauigkeit und glatte Oberfläche bekannt.
• DLP-3D-Drucker - Ein DLP-3D-Drucker (Digital Light Processing) ist ein 3D-Drucker, der Photopolymere mit Licht härtet, um ein dreidimensionales Objekt zu erstellen. Anstatt Kunststofffilamente langsam zu schichten, verwenden DLP-3D-Drucker einen digitalen Lichtprojektor, um ein 3D-Bild auf einen Behälter mit Harz zu projizieren und das Harz Schicht für Schicht zu härten, bis das Objekt fertig ist. Dieser 3D-Druck ist schneller als herkömmliche FDM- oder SLA-Methoden und erzeugt hochwertige, detaillierte Drucke.
• LCD-3D-Drucker - LCD steht für Liquid Crystal Display (Flüssigkristallanzeige), eine Art von 3D-Drucker, der Flüssigkristallanzeigen (LCDs) verwendet, um das UV-empfindliche Harz selektiv zu belichten. Dieser Druckertyp erzeugt detaillierte Drucke mit einer höheren Genauigkeit als andere 3D-Druckverfahren. Außerdem ist er im Allgemeinen schneller als andere 3D-Druckverfahren.
• MSLA 3D-Drucker - Maskierte Stereolithografie (MSLA) ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem lichtempfindliches Harz und ultraviolettes Licht verwendet werden, um das Harz Schicht für Schicht auszuhärten und zu verfestigen. Durch die Maskierungsschicht werden komplizierte Details wie kleine Lücken oder dünne Wände erzeugt, die mit herkömmlichen 3D-Drucktechniken unmöglich herzustellen wären. Der Drucker ist um einen Bottich mit flüssigem Harz herum aufgebaut. Die Lichtquelle wird durch eine Maske projiziert, um festzulegen, welche Teile des Harzes zu einem Festkörper ausgehärtet werden. MSLA-3D-Drucker bieten ein hohes Maß an Genauigkeit und Detailgenauigkeit der gedruckten Teile und eignen sich daher ideal für das Prototyping und die Herstellung komplexer Formen.

Die besten Harzarten für den 3D-Druck hängen von der jeweiligen Anwendung ab. Im Allgemeinen sind die beliebtesten Harzarten ABS, PLA, PETG, Nylon, Polycarbonat und Harz. Jede Harzart hat einzigartige Eigenschaften, die sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet machen. Die Leistung des Harzes hängt von dem verwendeten Drucker und dem zu bedruckenden Objekt ab.

Die steigende Zahl der industriellen, kommerziellen und privaten 3D-Drucker aus Kunstharz hat dazu beigetragen, dass die Kunstharzbranche expandiert. Es gibt Standardharze für zahnmedizinische, technische, keramische, Schmuck- und andere spezielle Anwendungen. Im Allgemeinen sind die beliebtesten Kunststoffe für den 3D-Druck folgende:

• ABS - ABS-Harz oder Acrylnitril-Butadien-Styrol ist ein thermoplastisches Polymer, das häufig zur Herstellung von Konsumgütern wie Spielzeug, Haushaltsgeräten, Autoteilen und elektronischen Komponenten verwendet wird. Es ist ein leichtes, starres Material, das gegen Chemikalien, Abrieb und Stöße resistent ist. ABS weist einige Probleme auf, wie z. B. Schrumpfung, Wärmeausdehnung, schlechte chemische Beständigkeit, UV-Zersetzung, und es ist ein leicht entflammbares Material, das in bestimmten Anwendungen flammhemmende Zusätze erfordert.

• Nylon - Nylonharz ist ein Kunststoff, der aus langkettigen synthetischen Polymermolekülen besteht. Es wird für eine Vielzahl von Produkten und Anwendungen verwendet, z. B. für Kleidung, Elektronik, Automobilteile und Industriemaschinen. Nylonharz ist bekannt für seine Festigkeit, Haltbarkeit und Flexibilität, was es zu einem idealen Material für viele Anwendungen macht. Der Nachteil von Nylon ist die schlechte Witterungsbeständigkeit, die schlechte chemische Beständigkeit, die hohe Schrumpfung, die schlechte Bearbeitbarkeit und die höheren Kosten.

• PETG - PETG-Harz ist eine Art von thermoplastischem Polymerharz. Es handelt sich um einen Polyester, der aus Glykol und Terephthalsäure gewonnen wird, und wird häufig zur Herstellung von Folien, Fasern, Lebensmittelverpackungen und anderen Konsumgütern verwendet. Es ist sehr haltbar und beständig gegen Hitze und Chemikalien. PETG-Harz ist auch für seine Flexibilität und Transparenz bekannt, was es zu einem idealen Material für den 3D-Druck macht. Es gibt jedoch auch negative Aspekte. Es ist anfällig für Hydrolyse und kann schwierig zu drucken sein. Es erfordert ein beheiztes Bett und ein Kühlgebläse, um eine gleichmäßige Schichthöhe aufrechtzuerhalten, und es ist teurer als andere Arten von Filamenten.

• PLA - PLA-Harz ist ein Kunststoff, der aus erneuerbaren Ressourcen wie Maisstärke, Zuckerrohr und Tapiokawurzeln hergestellt wird. Es handelt sich um ein biologisch abbaubares, ungiftiges Material, aus dem 3D-gedruckte Teile und Komponenten hergestellt werden können. Es ist aufgrund seiner einfachen Anwendung, seiner geringen Kosten und seiner starken mechanischen Eigenschaften eine beliebte Wahl für den 3D-Druck. Die Nachteile von PLA-Harz sind, dass es sich nicht für hohe Temperaturen eignet und nicht lebensmittelecht ist. PLA ist nicht UV-beständig und lässt sich nicht so leicht verarbeiten wie andere Materialien. Daher erfordert es mehr Zeit und Mühe, um ein Qualitätsprodukt herzustellen. Außerdem ist PLA-Harz nicht so stabil und haltbar wie andere Materialien, z. B. ABS oder PETG.

• Polycarbonat - Polycarbonat ist ein thermoplastischer Kunststoff, der aus den Monomeren Bisphenol A und Phosgen hergestellt wird. Es ist ein unglaublich starkes, hitzebeständiges und leichtes Material, das in vielen Anwendungen zum Einsatz kommt, z. B. bei Automobilkomponenten, medizinischen Geräten, Flugzeugen und sogar bei kugelsicherem Glas. Polycarbonatharze werden auch häufig zur Herstellung von technischen Kunststoffen, Spritzgussteilen und dünnen Folien verwendet. Zu den Nachteilen von Polycarbonat gehören die Anfälligkeit für UV-Strahlung, die Anfälligkeit für Lösungsmittel und Säuren, die Anfälligkeit für Spannungsrisse aufgrund mechanischer Belastung oder thermischer Schocks sowie die höheren Kosten im Vergleich zu anderen Kunststoffen.

Für die Herstellung von Prototypen und für allgemeine Projekte sind PLA- und ABS-Kunststoffe eine beliebte Wahl. Für speziellere Anwendungen, wie medizinische Modelle oder detaillierte Miniaturen, sind Kunststoffe wie Nylon oder Polycarbonat besser geeignet. Kunststoffe wie Epoxid, Polyurethan und Silikon können ebenfalls für Projekte mit hoher Festigkeit und Flexibilität verwendet werden.