Linsen, Kristalle für Lichtschwerter (allerdings keine echten), Lampenschirme und viele andere nützliche Dinge können tatsächlich 3D mit transparenten Filamenten gedruckt werden. Es ist jedoch mehr als nur die Verwendung des richtigen Filaments erforderlich. Wir zeigen Ihnen, wie Sie Ihre Original Prusa MK3S, MINI oder sogar Ihren SL1 zum Drucken großartiger transparenter Objekte nutzen. Tauchen wir also gleich ein!

Der Schlüssel zum Druck von großartig aussehenden transparenten Objekten? Korrekte Druckeinstellungen und sorgfältig ausgewählte Materialien. Da unsere FFF-3D-Drucker Filamente verwenden und die SL1 mit Harz drucken, werden wir diese Anleitung in zwei Teile teilen. Schauen wir uns zunächst die FFF-3D-Drucker an – für unsere Beispiele verwenden wir unseren Original Prusa i3 MK3S.

Was Sie beachten müssen, ist die Tatsache, dass beim Drucken mit Filamenten kleine Bläschen um den extrudierten Kunststoff herum verbleiben. Wenn Sie also ein transparentes Filament verwenden und es mit allgemeinen Einstellungen drucken, werden die Ergebnisse wahrscheinlich suboptimal sein, weil die Blasen das Licht im Objekt zerstreuen und es nur durchscheinend, nicht transparent machen. Um die optischen Eigenschaften des Modells zu verbessern, müssen wir diese Blasen loswerden. Mit anderen Worten, wir wollen ein Objekt mit der dichtesten inneren Struktur drucken.

Die grundlegende Voraussetzung beginnt mit dem Slicen. Zuerst importieren wir das gewünschte Objekt in PrusaSlicer und setzen den Infill auf 100 % mit geradlinigem Muster. Dann, Schichthöhe verringern – wir haben 0,05 mm verwendet, um sicherzustellen, dass der extrudierte Kunststoff gut verdichtet wird und alle Lücken ausfüllt. Wir werden die Parameter Extrusionsmultiplikator (Filamenteinstellungen – Filament – Extrusionsmultiplikator), Füllparameter/Überlagerung (Druckeinstellungen – Erweitert – Füllen/Überlappung der Perimeter) und Druckkühlung (Filamenteinstellungen – Kühlung – Lüfter immer an/aus) anpassen. Slicen Sie das Objekt wie gewohnt mit einer der vorgeschlagenen Materialeinstellungen (siehe unten).

Gehen wir nun zum Drucken über. Es ist wirklich hilfreich, Ihren 3D-Drucker gut zu warten und richtig kalibriert zu halten – lesen Sie unsere Anleitungen zur richtigen Wartung des Druckers, falls eine Feinabstimmung erforderlich ist. Es ist besonders wichtig, eine gut kalibrierte erste Schicht zu haben, denn bei 0,05 mm Schichthöhe beeinträchtigen selbst kleine Unebenheiten die Druckqualität und es kann auch zu Problemen mit einer verstopften Düse kommen. Wir empfehlen auf jeden Fall, den Zustand der Düse zu überprüfen. Beim Drucken mit gut benutzten und verschlissenen Düsen führen Fadenreste im Inneren zu Problemen während des Prozesses. Überlegen Sie sich, ob Sie auf eine neue Düse umsteigen wollen – es ist kostengünstig und der Austausch ist schnell und einfach – folgen Sie einfach unserem Leitfaden hier.

Was die Materialien betrifft, so sind unsere Einstellungen unten aufgeführt – es könnten jedoch einige individuelle Anpassungen erforderlich sein.

Drei Stufen eines auf einem FFF-3D-Drucker gedruckten Objekts (von links: rohes 3D-Druckmodell, geschliffene Linse, polierte Linse)

ABS (Filament PM)

Nach den Schritten von Fenneclabs haben wir zunächst ABS getestet. Wir bestätigten, dass es dank seiner Eigenschaften ein wirklich gutes Material für den Druck transparenter Objekte ist. Die besten Ergebnisse wurden mit einer Durchflussrate von 105 % (während des Druckvorgangs auf dem LCD-Bildschirm des Geräts eingestellt) und Überlappung von Füllung und Umfang auf 6 % eingestellt. Dieser Aufbau hat jedoch einen Nachteil: Das überschüssige Material sammelt sich auf der Oberfläche Ihres Modells an. Im Vergleich zu PETG leidet ABS jedoch nicht unter längerer Hitzeeinwirkung, und der Rückstand lässt sich mit einem scharfen Messer leicht entfernen.

PETG (Filament PM)

Ähnlich wie ABS ist PETG eine weitere gute Option zum Drucken transparenter Objekte. Beim Drucken mit PETG bleiben jedoch manchmal Bits und Stücke von verbranntem Filament hinter der Düse zurück. Um gute Ergebnisse zu erzielen, haben wir die Durchflussrate auf 112 % erhöht und die Überlappung Füllung/Konturen auf 5 % eingestellt. Um eine wirklich gute Füllung zu erhalten, müssen Sie die Druckgeschwindigkeit auf nur 20 % verlangsamen (während des Drucks gehen Sie zu Tune / Geschwindigkeit). Verringern Sie dann die Temperatur um 5°C, um die Gefahr des Verbrennens des Filaments zu verringern. Auf diese Weise können Sie das Druckkühlungsgebläse vollständig abschalten.

PLA Crystal Clear (Fillamentum)

Der letzte von uns getestete Filamenttyp war PLA Crystal Clear von Fillamentum. Während dieses Filament einige sehr schöne Ergebnisse liefert, fanden wir es am wenigsten geeignet für die Herstellung transparenter Objekte. Es hat die Tendenz, die Düse zu verstopfen und ist nie vollständig transparent. Die Füllung ist immer etwas wolkig oder gelblich. Wir mussten das Durchflussverhältnis auf 110 % erhöhen, die Überlappung von Füllung und Rand auf 5 % und das Druckkühlgebläse abschalten.

Wie bereits erwähnt, ist dieses Material jedoch nicht ideal für den Druck klarer/transparenter Objekte. Es ist viel besser für durchscheinende Objekte geeignet. Experimentieren Sie ruhig mit der Füllung, der Anzahl der Perimeter, der Schichthöhe oder dem Düsendurchmesser, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

SLA-Harze

Das Drucken transparenter Objekte mit Harzen ist viel einfacher als mit Filamenten. Harze erfordern viel weniger Experimente, Optimierungen und Basteln. Im PrusaSlicer einfach das richtige Materialprofil auswählen und das Objekt wie gewohnt slicen. SLA 3D-Drucker erzeugen vollständig feste Objekte. Es gibt keine Füllstruktur oder Blasen, die das Licht brechen.

Wir haben drei Harze aus unserem Shop getestet: Prusa Transparent Tough, Prusa Trans Red, Prusa Trans Green und auch das 3DM Tough Clear. Alle Harze erwiesen sich als einfach zu verwenden und erforderten keine zusätzlichen Anpassungen der Druckeinstellungen. Bei der Nachbearbeitung von gedruckten Objekten ist eine Schichthöhe von 0,025 zu verwenden. Denken Sie auch daran, eine Basis mit schrägen Kanten unter dem Modell hinzuzufügen, da die gedruckten Objekte sonst etwas schwieriger von der Druckplattform entfernt werden können.

SLA-Druck mit 3DM transparent tough Harz (invertiertes Modell eines Kaiserpinguin-Schädels)

Triebwagen 810 mit SL1-gedruckten transparenten Fenstern

Nachbearbeitung

Der 3D-Druck allein reicht jedoch nicht aus, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Objekte, die mit den oben beschriebenen Einstellungen auf dem MK3S gedruckt werden, weisen einen gewissen Überschuss an Rückständen auf der Oberfläche auf, während Objekte, die auf dem SL1 (mit lichtempfindlichen Harzen) gedruckt werden, sichtbare Schichten aufweisen. Normalerweise sind die meisten gedruckten Objekte durchscheinend, nicht transparent. Wie können wir das Problem lösen?

Es ist einige zusätzliche Arbeit erforderlich. Also krempeln Sie die Ärmel hoch und machen Sie sich bereit für etwas Schleifen und Polieren 🙂 Für Drucke aus dem MK3s ist es notwendig, überschüssiges Material mit einem Messer zu entfernen und das Modell nach Bedarf zu schleifen. Andernfalls kann das Endergebnis rau oder ungleichmäßig erscheinen. Beachten Sie, dass eine während des Drucks entstandene Rille später sichtbar sein könnte. Beginnen Sie beim Schleifen mit einem grobkörnigen Papier (z.B. 400) und gehen Sie graduell zu immer feineren Schleifpapieren über. Wir empfehlen Nassschleifen – tauchen Sie das Schleifpapier während des Prozesses einfach regelmäßig in Wasser ein. Wir sind bis zum Schleifpapier mit Körnung 1500 gegangen. Die Ergebnisse waren jedoch immer noch nicht perfekt. Wie geht es weiter?

Lassen Sie uns das Modell polieren! Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder Sie tragen einen farblosen, glänzenden Acryllack auf, oder Sie gehen zum gründlichen Prozess über, bei dem Sie ein Stück Stoff und eine Scheuerleiste verwenden. Die Verwendung des Lacks ist eine elegante und schnelle Lösung, die es uns ermöglicht, sehr schöne optische Eigenschaften des gedruckten Objekts zu erzielen. Andererseits ist der Lack kratzempfindlich und kann nach Berührung leicht trüb werden. Und hier kommt die anspruchsvollere Methode ins Spiel: einwandfreies Polieren. Als Folge davon wird das Objekt widerstandsfähiger gegen Kratzer und Fingerabdrücke sein. Es ist etwas zeitaufwendiger. Für Drucke auf Filamentbasis benötigen Sie ein Stück weiches Tuch (z.B. Flanell, Baumwolle), für Harzdrucke jedoch auch eine Reibepaste (eine Polierpaste).

Aceton-Glättung

Sie haben vielleicht schon gehört, dass Materialien wie ASA oder ABS geglättet werden können, indem das Druckobjekt über ein Acetonbad gehängt wird. Wir möchten Sie jedoch warnen: Während Aceton die Oberfläche von Objekten auf ASA- oder ABS-Basis glätten kann und Dichlormethan PETG glätten kann, bleibt die Füllung unbeeinflusst. Fenneclabs erzielte das gleiche Ergebnis.

Acetone geglättete Modelle

Temperaturänderungen und Filamentfeuchtigkeit

Im Lichte unseres kürzlich erschienenen Artikels über Glühen von Kunststoffen begannen wir uns zu fragen, ob eine Änderung der Temperatur des gedruckten Objekts möglicherweise die Transparenz der Füllung verändern könnte.Es ist tatsächlich möglich, jedoch waren sehr hohe Temperaturen erforderlich, die auch dazu führten, dass sich das Objekt verformte und seine ursprüngliche Form verlor.

Eine weitere interessante Sache ist, wie die Kühlung des Objekts die Opazität verändert. ABS hat beim Drucken immer ein milchig-wolkiges Aussehen. Wenn es jedoch einmal abgekühlt ist, wird es transparent. Und ein kurzes Wort der Warnung: Wenn Sie sich entscheiden, eine alte Spule mit PLA-Filamenten zu verwenden, die etwas Feuchtigkeit aus der Umgebung aufgenommen hat, wird es nach dem Abkühlen trübe, obwohl es während des Druckvorgangs transparent war. Eine erneute Erwärmung hat keine Auswirkung.

Probieren Sie es aus!

Wenn Sie erst einmal gelernt haben, wie Sie Ihren 3D-Drucker für die Verwendung transparenter Materialien einrichten, eröffnen sich Ihnen neue Möglichkeiten. Sie können damit beginnen, Lampenschirme, divergierende Linsen und vieles mehr zu drucken. Und wenn es Ihnen gelingt, die Objekte wirklich gut zu polieren, werden Sie feststellen, dass sie einige wirklich gute optische Eigenschaften haben können. 3D gedruckte Linsen können verwendet werden, um Licht von einer LED zu fokussieren, oder SLA-gefertigte Fenster für maßstabsgetreue Modelle können verwendet werden, um sie realistischer aussehen zu lassen – schauen Sie sich unsere maßstabsgetreuen Modelle von Zügen an. Sie können auch ganz am Anfang des Modellerstellungsprozesses stehen und Software wie Blender verwenden, um ungewöhnliche Ergebnisse zu erzielen – wie dieses umgekehrte Modell eines Pinguin-Schädels in einem ansonsten massiven Block (siehe oben).

Um die Vor- und Nachteile transparenter Materialien zusammenzufassen, ist unsere Schlussfolgerung, dass SLA-basierter Druck die attraktivste und ansprechendste Option ist. Das Festhalten am klassischen FFF 3D-Druck kann immer noch sehr schöne Ergebnisse erzielen, allerdings kann mehr Arbeit erforderlich sein. Etwas zusätzliche Feinabstimmung, langsameres Drucken, viel Zeit für die Nachbearbeitung. Aber selbst mit dem geringen Zusatzaufwand können Sie können wirklich hervorragende Ergebnisse erzielen, und Sie werden wahrscheinlich überrascht sein, was Sie mit einem 3D-Drucker erreichen können!

Haben Sie selbst versucht, ein transparentes Objekt zu drucken? Teilen Sie es mit dem Rest von uns! 🙂