Herzlich willkommen zu einem weiteren Special zum Thema 3D-Druck. Nachdem wir euch vor wenigen Monaten bereits in die Welt der Filamentdrucker entführt hatten, wollen wir uns in diesem Special dem Thema Kunstharzdruck widmen. Dabei handelt es sich zwar ebenfalls um 3D-Druck, jedoch ist die Technik so grundverschieden, dass es ein eigenes Themengebiet darstellt. Im Gegensatz zu Filamentdruckern betreten wir für dieses Special komplettes Neuland. Deshalb richten wir uns auch mit diesem Artikel an Einsteiger, die mit uns in diese komplizierte, aber auch faszinierende Welt des Kunstharzes (Resin) eintreten möchten. Wie im vorherigen Artikel haben wir uns wieder einen Partner gesucht. In diesem Fall ist dies Elegoo, die uns den neuen Elegoo Saturn 3 zur Verfügung gestellt haben. Er ist der kleinere Bruder des Elegoo Saturn 3 Ultra, bietet aber bis auf den Bauraum nahezu fast die gleichen Features.
Warum machen wir das? Weil wir eine Leidenschaft für Filme und Miniaturen haben. Während es von den bekannten Marken zwar eine Reihe von Fanartikeln und Modellen gibt, sind diese entweder teuer, billig verarbeitet oder es ist nicht die Pose, die man sich wünscht. Bei vielen Themen gibt es hierzulande auch sehr wenig Sammlerstücke zu kaufen. Wer also schon immer mal seinen eigenen RoboCop, sein eigenes Alien oder eine Replik seines liebsten Raumschiffes haben wollte, der sollte jetzt ganz genau aufpassen.
© 2023 Elegoo
Produkbeschreibung Elegoo Saturn 3
Beim Saturn 3 handelt es sich um einen 12K MSLA Drucker mit folgenden Merkmalen.
- 10 Zoll Monochromes LCD-Display
- 12 K-Auflösung
- Lasergravierte Bauplatte
- Eingebauter USB-Luftreiniger mit Aktivkohle
- Optimiertes Wärmeableitungssystem
- Bauraum 218.88×122.88×250 mm³
- bis zu 70mm/h Drucktempo
Der Drucker kam erst kürzlich auf den Markt und verspricht detailreiche Drucke für den Heimgebrauch. Das wollten wir natürlich genauer wissen, und bei der Vielzahl an coolen 3D-Modellen zu unseren Lieblingsfilmen und -serien konnten wir uns die Chance nicht entgehen lassen.
MSLA vs DLP - Was sind die Unterschiede?
Auch wenn die Technologie weit fortgeschritten ist, befinden wir uns noch immer am Anfang, und die Technik steckt trotz der vielen Möglichkeiten noch in den Kinderschuhen. Entsprechend gibt es viele verschiedene Technologien. Sehr wahrscheinlich werdet ihr im Einstiegssegment schnell über die beiden Arten MSLA und DLP stolpern. Bei MSLA wird meist ein monochromer LCD-Screen verwendet. Dieser dient dazu, die vom Slicer erstellten Schichten abzubilden, und das Harz wird schichtweise ausgehärtet. Da Licht jedoch über die gewünschte Schicht überstrahlt, kann es zu sogenanntem Bleeding kommen, was Enthusiasten wohl als verminderten Detailgrad bezeichnen würden. Der Vorteil der Technik ist, dass sich die Druckdauer ganz allein nach der Höhe des Drucks richtet. Ob ihr nun 1, 3 oder 10 Modelle gleichzeitig druckt, spielt dabei keine Rolle.
© 2023 Elegoo
Der DLP-Druck ist dann noch einmal eine andere Sache und schwappt langsam aus dem professionellen Bereich hinüber. Hier wird mit einem Projektor und Spiegeln wirklich punktgenau der Bereich ausgewählt, der ausgehärtet werden soll. Damit sind sehr präzise und scharfe Modelle möglich, aber die Technik ist auch anfällig für Treppchenbildung. Videospieler kennen das sicherlich, und Anti-Aliasing ist da das Zauberwort. Es wird davon ausgegangen, dass die Zukunft im DLP-Druck liegen wird, da die höhere Genauigkeit für DLP spricht und die geringe Lebensdauer von LCD-Screens bei der MSLA-Technologie limitiert.
Welche Software benötige ich?
Bevor ihr euren ersten 3D-Druck in Auftrag gebt, benötigt ihr wieder ein wenig Software. Wie bei Filamentdruckern, wird auch hier per Slicing euer 3D Modell in viele Schichten zerlegt und dem Drucker so mitgeteilt, was und wie er drucken soll. Durch die andere Technik gibt es aber auch andere Software. Die bekanntesten zwei Produkte sind:
- ChituBox
- Lychee Slicer
Beide Produkte gibt es in einer kostenlosen und einer Pro-Version. Diese bietet zusätzliche Features, die für den Einstieg aber oft nicht notwendig sind. Wir haben uns für ChituBox in unseren Tests entschieden.
Der Slicer ist jedoch nicht nur dafür da, das Modell in Schichten zu zerlegen. Hier sorgt ihr auch dafür, dass der Druck gelingt. Dies im Detail zu erklären, würde den Rahmen dieses Artikels bei weitem sprengen. Wichtig ist es dabei aber zu verstehen, wie ein 3D-Modell zu einem fertigen Kunstharzdruck wird. Dazu mehr im nächsten Abschnitt. Die Grundlagen dafür legt ihr im Slicer, indem ihr das Modell in den richtigen Winkel versetzt und für passende Stützstrukturen sorgt. Hierbei gilt es eine Regel im Hinterkopf zu behalten: Ein Drucker kann nicht in der Luft drucken, und alles, was er drucken soll, benötigt eine Haftung zur Bodenplatte.
Der erste Druck, wie funktioniert die Technik?
Jetzt geht es ans Eingemachte – wir wollen endlich sehen, was die Technik kann, und stürzen uns in den ersten Druck. Der Drucker steht bereit. Bevor wir loslegen, wird noch schnell das Bett gelevelt. Hierzu wird die Druckplatte ganz dicht an den LCD gefahren. Ein Stück Papier kommt dazwischen, und wenn dieses sich kaum mehr bewegen lässt, schraubt man die Druckplatte fest. Dies muss in regelmäßigen Abständen wiederholt werden. Inzwischen gibt es auch erste Drucker mit automatischem Leveling, aber der Saturn 3 besitzt dieses Feature leider noch nicht. Nun wird das Resin-Reservoir angebracht und mit Resin gefüllt. Dann Deckel drauf und den Slicer starten.
Wenn ihr kein Modell zur Hand habt, welches bereits Pre-Supported ist, müsst ihr das selbst machen. Hier gibt es viele nützliche Videos auf YouTube, die zeigen, wie das gelingt. Für den Einstieg müsst ihr nur folgendes wissen: Nicht immer ist bei einem Modell der senkrechte Druck die beste Option. Ein Winkel von 20-45 Grad wird oft empfohlen. Vor allem sollte vermieden werden, dass zu große horizontale Flächen gleichzeitig gedruckt werden und zu viele Stellen frei in der Luft hängen. Diese benötigen dann immer eine Stützkonstruktion zur Bodenplatte. Fehler bei diesem Schritt können den ganzen Druck ruinieren. Da Drucke schnell mehrere Stunden in Anspruch nehmen, will man dies natürlich vermeiden. Zum Glück bieten die Slicer die Möglichkeit, automatisch Stützen zu setzen. Dies ist nicht perfekt, aber für Einsteiger am Anfang ein legitimer Weg.
Auch stellt ihr im Slicer ein, wie genau gedruckt werden soll, ob ihr Kantenglättung möchtet und viele weitere Features. Hier zeigt sich dann auch schnell der Unterschied zu Filamentdruckern. Während wir bei Filamentdruckern in Druckhöhen von 0,1-0,3 mm unterwegs sind, fangen die groben Schichthöhen beim Resin-Druck bereits bei 0,05 mm an. Diese könnt ihr sogar auf noch kleinere Größen absenken, die Druckdauer steigert sich dann jedoch exponentiell, und die Unterschiede sind kaum mehr zu erkennen. Wir sind mit 0,05 mm gut gefahren und waren mit den Ergebnissen sehr zufrieden. Pro Zentimeter Druckhöhe müsst ihr so mit etwa 60-90 Minuten Druckdauer rechnen.
Am Ende müsst ihr noch einstellen, wie lange die Belichtungszeiten des Resins sein sollen. Für die erste Schicht empfehlen sich Zeiten von 30 Sekunden, damit diese gut an der Druckplatte haftet. Alle folgenden Schichten kommen mit wenigen Sekunden aus. Die genauen Werte ermittelt man mit diversen Hilfsdrucken. Hier gibt es verschiedenste Matrizen und Testdrucke, die euch dabei helfen, die optimale Belichtungsdauer für das spezifische Resin und euren Drucker zu finden. Gute Ausgangswerte sind 2,5 Sekunden, aber hier gibt es eben keinen perfekten Wert. Jeder Drucker ist anders, jedes Resin ist anders, und auch Luftfeuchtigkeit sowie Umgebungstemperatur spielen eine wichtige Rolle. Zu beachten ist, dass ihr Drucke am besten in Umgebungstemperaturen zwischen 24-28 Grad durchführt. Andernfalls steigt die Chance für einen missglückten Druck.
Habt ihr alles eingestellt, die Stützen gesetzt und die Druckdatei erzeugt, wird diese per USB-Stick auf den Drucker übertragen, und dort geschieht jetzt die Magie. Der LCD-Screen blendet nun schichtweise das zu druckende Objekt ab. Im Falle des Elegoo Saturn 3 beträgt die dabei verwendete Auflösung 12k. Es stehen in der horizontalen und vertikalen Achse somit 12.000 Bildpunkte zur Verfügung. Wenn ihr Drucker miteinander vergleichen wollt, ist dies ein guter Ausgangswert. Er sagt jedoch noch nicht allzu viel über die finale mögliche Druckqualität aus. Abhängig von der Größe des LCD-Displays können 12k unterschiedlich große Pixel bedeuten. Beim Saturn 3 beträgt die Pixelgröße sehr gute 19 Mikrometer, was perfekt für detaillierte Modelle ist.
Bevor jedoch die erste Schicht gedruckt werden kann, muss das Druckbett in das Resin-Reservoir hinabgelassen werden, bis dieses nahezu komplett auf dem FEP-Film aufliegt. Der FEP-Film oder das FEP-Sheet ist eine durchsichtige und elastische Membran, die den Boden des Resin-Reservoirs bildet und zwischen LCD und Druckplatte liegt. Der LCD-Bildschirm leuchtet nun durch den FEP-Film in das Resin-Reservoir hinein und härtert das Resin dort aus. Es wird nicht komplett ausgehärtet; dieser Schritt erfolgt später. Vielmehr bekommt das Harz eine ausreichende Stabilität, damit die gewünschte Konstruktion später auch hält. Die Bodenplatte löst nun die gedruckte Schicht vom FEP-Sheet und fährt ein Stück in der Vertikalen nach oben. Dann wird die nächste Schicht gedruckt und wieder gelöst. Am Ende haften alle Schichten an der Druckplatte und hoffentlich nicht mehr am FEP-Sheet.
Nach einigen Stunden habt ihr einen fertigen 3D-Druck, doch eure Arbeit ist noch lange nicht abgeschlossen. Denn nun habt ihr die Modelle, die nur so von nicht ausgehärtetem Harz triefen. Hier haben die Firmen noch keine gute Lösung gefunden, wie die folgende Unordnung angenehm bewältigt werden kann. Es gilt, die Bodenplatte zu lösen, dabei nicht zu kleckern. Dann ab in das Reinigungsbad mit Wasser oder IPA (Isopropylalkohol). Wir hatten hier einen zusätzlichen Behälter, in dem der grobe Schmutz erst einmal entfernt wurde, bevor es an die Finalreinigung ging. Anschließend haben wir die Modelle vorsichtig mit einem Spachtel von der Druckplatte gelöst und sie in die Reinigungsstation gegeben, die uns ebenfalls von Elegoo zur Verfügung gestellt wurde und die die Arbeit deutlich angenehmer machte. Reinigen und dann ist erst einmal Trocknen an einem dunklen Ort angesagt.
Falls ihr Stützstrukturen an eurem Modell hattet, wäre jetzt ein guter Moment, diese zu entfernen. Macht ihr es nach der Aushärtung, kann die Reinigung sich schwieriger gestalten. Die Trocknung kann eine Weile dauern, Geduld ist bei diesem Hobby eine Grundvoraussetzung. Die Zeit könnt ihr jedoch nutzen, um weitere Drucke in Auftrag zu geben oder den Drucker zu reinigen. Mikrofasertücher und IPA sind hier eure besten Freunde. Auch in diesem Fall helfen Videos auf YouTube dabei, effiziente Arbeitsabläufe für euch zu finden. Ausreichend Platz und viele Unterlagen sind sinnvoll, sonst werdet ihr euch nur ärgern.
Ist euer Modell wirklich vollständig getrocknet - und wir meinen wirklich getrocknet - dann kann nun die finale Aushärtung erfolgen. Wer dies nicht beachtet, erzeugt unschöne weiße Flecken auf dem Modell. Zur Härtung benötigt ihr nur UV-Licht. Entweder legt ihr euer Modell einige Stunden in die Sonne oder ihr benutzt eine Aushärte-Station dafür. Diese könnt ihr selbst bauen oder kaufen. Sie besteht idealerweise aus mehreren UV-Lampen und einem Drehteller. Schon 2-3 Minuten reichen aus, um das Modell zu finalisieren und euch einen Schritt näher zu eurem Traumziel zu bringen.
Welche Resin-Sorten gibt es?
Der Markt für Resin-Sorten boomt im Moment und alle verschiedenen Produkte und Sorten aufzulisten, würde den Rahmen sprengen. Die wichtigsten Unterschiede seien hier aber mal genannt. Dabei verwendet jede Firma gern eigene Begriffe und eigene Rezepturen, was die Vergleichbarkeit schwierig macht. Wichtig zu beachten ist, es gibt nicht das eine perfekte Resin, sondern alle haben Vor- und Nachteile und die Ergebnisse können je nach Drucker auch variieren. Es schadet also nicht, hier ein wenig zu experimentieren. Auch die vom Resin ausgehenden Gerüche sind verschieden, riechen aber alle ungesund. Mal mehr und mal weniger stark.
- Standard-Resin: Klassisches Resin und keine besonderen Eigenschaften. Lässt sich nur mit Isopropanol reinigen.
- ABS-like Resin: Mit ABS möchte man einen Verweis auf Filamentdrucke herstellen. Dieses Resin ist nur mit Isopropanol zu reinigen und besitzt erhöhte Stoßeigenschaften, hält somit auch mal einen Sturz aus größerer Höhe aus.
- ECO-Resin/Plant Based: Meist auf Pflanzenbasis hergestelltes Resin. Ebenfalls nur mit Isopropanol zu reinigen.
- Waterwaschable Resin: Dieses Kunstharz kann mit Leitungswasser gereinigt werden. Es ist teurer in der Anschaffung, spart aber den Kauf von Isopropanol. Zu beachten ist, dass Wasser geringe Lösungsfähigkeiten hat und schneller getauscht werden muss, ebenfalls ist dieses Resin ausgehärtet, meist sehr brüchig.
- DLP Craftsman: Wird gern durch seine Konsistenz für DLP Drucker verwendet, aber auch gut mit SLA und MSLA-Technik nutzbar.
Egal für welches Resin ihr euch entscheidet, schädlich für die Umwelt sind sie in flüssiger Form alle. Für die Reinigung verwendetes Wasser und Isopranol ist auch nach Aushärtung in der Sonne und Filterung an einem Wertstoffhof abzugeben und gehört nicht in den Abfluss. IPA kann man sich im Zweifelsfall noch an der Luft verflüchtigen lassen. Komplett ausgehärtetes Resin ist jedoch ungefährlich und kann im Hausmüll entsorgt werden.
Pro Liter Resin zahlt ihr im Schnitt 30-50 Euro.
Welches Zubehör benötige ich für Resin-Drucke?
Während ihr für Filamentdrucker eigentlich nur etwas Platz benötigt und vielleicht einen Spachtel, ist der Rest weitgehend optional. Bei Kunstharzdruckern sieht die Sache etwas anders aus, und es ist zwingend erforderlich, dass ihr euch verschiedene Utensilien besorgt, um überhaupt loslegen zu können. Hierbei sollte nicht aufs Geld geschaut werden, denn die Art der Technik und die verwendeten Ausgangsstoffe können bei unsachgemäßer Handhabung gesundheitliche Nebenwirkungen haben.
Neben dem obligatorischen 3D-Drucker, ohne den selbstverständlich gar nichts geht, benötigt ihr als nächstes natürlich Harz. Doch bevor ihr dieses verwendet, solltet ihr euch über folgendes Zubehör Gedanken machen.
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- Reinigungs- und Aushärtestation: Für die Reinigung tut es ein Eimer und zum Aushärten bedarf es nur einer UV-Lampe. Professionelles Equipment ist nicht zwingend notwendig, aber fast jeder Anbieter hat solch ein Set im Angebot, und es macht das Leben wirklich angenehmer.
- Isopropanol (IPA)/Wasser: Ohne das läuft gar nichts. Je nach Harzart müssen die 3D-Drucke von den Rückständen nicht ausgehärteten Harzes befreit werden. Ein Bad in einigen Litern Flüssigkeit wirkt Wunder.
- Schutzbrille: Harz ist toxisch und sollte nicht in die Augen gelangen. Eine Brille schützt.
- Atemschutzmaske: FFP2 reicht nicht. Neben der Toxizität entstehen beim Drucken schädliche Dämpfe. Holt euch unbedingt eine hochwertige Halbmaske für Chemie-Arbeiten. Eure Gesundheit wird es euch danken.
- Handschuhe: Harz sollte nicht mit der Haut in Berührung kommen. Handschuhe schützen. Küchenhandschuhe sind dafür nicht ausreichend; verwendet Nitrilhandschuhe, da sie keine Schadstoffe durchlassen.
- Spachtel: Manchmal lässt sich der Druck nicht von der Druckplatte lösen. Ein Spachtel hilft.
- Trichter: Irgendwie muss das nicht verbrauchte Harz zurück in seinen Behälter. Ein Trichter macht diese Aufgabe leichter.
- Filtertüten: Es gibt Filtertüten für Farben, die sich auch hier gut eignen. Sie helfen dabei, Harz von kleinsten Partikeln zu befreien und auch Wasser und IPA nach dem Aushärten zu filtern.
- Silikonlöffel: Hilft dabei, so viel Harz wie möglich vom FEP-Film zu entfernen.
- Behälter: Diverse Behälter und Gefäße sind ebenfalls hilfreich. Denken in größeren Dimensionen.
- Silikonmatte: Eine Unterlage aus Silikon hat noch nie geschadet, denn Harz wird daneben gehen. Egal wie vorsichtig ihr seid.
- Küchenpapier: Davon werdet ihr große Mengen benötigen. Kauft es!
- Mikrofasertuch: Ideal zur Reinigung des FEP-Films mit IPA geeignet.
- Mülleimer: Ein verschließbarer Behälter (groß) für all den Abfall, den ihr unweigerlich erzeugt.
- Luftreiniger: Schadet auf keinen Fall, auch wenn viel Frischluft zugeführt werden kann.
- Laborkittel: Optional, aber wer möchte sich nicht ab und zu wie Walter White fühlen?
- UV-Taschenlampe: Optional, aber hilft beim schnellen Aushärten des Harzes.
Wie teuer ist der Einstieg in die Welt der Resin-Drucker?
Die meisten Einstiegsdrucker gibt es zwar schon im Bereich von 250-500 Euro, doch damit ist es noch nicht getan. Möchte man nicht zu viel DIY selbst basteln, empfiehlt sich der Kauf einer Reinigungs- und Aushärtestation, die je nach Anbieter auch noch einmal 200 Euro kosten kann. Dazu kommt dann eine Reihe von Zubehör, welches für den sicheren Einsatz der Technik unabdingbar ist und je nach Qualitätsanspruch auch noch einmal ein paar hundert Euro verschlingen wird. Ihr seht, der Einstieg in die Welt des Kunstharzdrucks ist deutlich kleinteiliger und am Ende sogar teurer, als es bei klassischeren Filamentdruckern der Fall ist. Wer die Unternehmung ernsthaft beginnen will, sollte mit Einstiegskosten von 700 bis 800 Euro rechnen.
Wie zufrieden waren wir mit unserem Saturn 3?
Im Gegensatz zu Filamentdruckern betraten wir für diesen Artikel absolutes Neuland. Entsprechend hatten wir auch keinen Vergleichswert und nur eine Erwartungshaltung. Unser Wunsch war es, zuverlässig 3D-Modelle erzeugen zu können, die einen hohen Detailgrad aufweisen. Und was sollen wir sagen? Diese Erwartungen wurden auf jeden Fall übertroffen. Ob er besser ist, als Drucker von Anycubic, Phrozen und Co., können und wollen wir nicht sagen. Wir können nur sagen, wir waren mit dem Produkt im Rahmen unserer Tests zufrieden.
Gerade für Einsteiger ist der Elegoo Saturn 3 eine tolle Anschaffung und das für einen vergleichsweise moderaten Preis von etwa 450 Euro. Wir hatten uns im Vorfeld durch sehr viele YouTube-Videos gearbeitet, wie man in den Kunstharzbereich einsteigt. Vor allem die zu Beginn durchgeführten Testläufe waren bereits ein Erlebnis. Denn das, was in vielen Videos als gute Testergebnisse verkauft wurde, übertrafen wir mit dem Saturn 3 bereits beim ersten Druck um Welten. Wir können diesen Drucker daher mit gutem Gewissen jedem empfehlen, der die ersten Gehversuche machen will. An dieser Stelle wollen wir auch noch einmal Elegoo für die freundliche Unterstützung danken, ohne die das alles hier nicht möglich gewesen wäre.
Ob man nun in den Kunstharzdruck einsteigt oder Filamentdruck, muss jeder für sich entscheiden. Beide Technologien haben Stärken und Schwächen in unterschiedlichen Gebieten. Wer vor allem kleinere Modelle und Figuren mit hohem Detailgrad haben möchte, ist mit einem Kustharzdrucker aber gut beraten.
