PLA glätten: Ein Ratgeber zum Glätten von 3D-Drucken
Sehen Sie sich unseren Ratgeber an, in dem wir Ihnen fünf Methoden vorstellen, mit denen Sie Ihren PLA-3D-Drucken ein professionelles Finish verpassen können.
Wenn es um 3D-gedruckte Texturen geht, spalten sich die Geister – entweder man liebt sie oder man hasst sie. So oder so, es gibt viele Gründe, warum Sie Ihren Druck möglicherweise noch nachbearbeiten und ihm eine glattere Oberfläche verpassen möchten. Vielleicht handelt es sich um ein Ausstellungsstück oder Sie müssen die Reibung zwischen sich bewegenden Teilen reduzieren.
Da es als 3D-Druck-Material im FDM- Druck am häufigsten eingesetzt wird, ist es gut zu wissen, wie PLA nachbearbeitet werden kann. Dummerweise liegt es in der Natur des Materials, dass Glätten mit Aceton keine Option ist (wie auch im Bild oben zu erkennen), aber es gibt andere Möglichkeiten, ein glattes und glänzendes Finish hinzubekommen.
In diesem Artikel zeigen wir Ihnen ein paar Methoden, wie Sie Ihre PLA-Drucke glätten oder ihnen ein Finish verpassen können. Wir werden mit den Grundlagen wie dem Zurechtschneiden und Schleifen beginnen. Erst dann gehen wir über zu den anderen Möglichkeiten für ein glattes Oberflächenfinish: dem Beschichten oder gar dem Anschmelzen der Oberfläche.
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Vor dem Druck: Slicer-Einstellungen
Obwohl das Glätten nach dem Drucken des Teils erfolgt, können Maker im Vorfeld mehrere Funktionen und Werkzeuge des Slicers nutzen, um die Nachbearbeitung zu minimieren.
- Z-Naht: Jede Schicht muss irgendwann mit dem Extrudieren beginnen und aufhören, wodurch eine kleine „Zit“ oder „Naht“ entsteht. Slicer wie UltiMaker Cura oder PrusaSlicer verfügen über Einstellungen, mit denen Maker diese „Z-Naht“ beispielsweise an der Innenseite scharfer Ecken platzieren können, wodurch die Oberflächenrauheit verringert wird.
- Bügeln: Viele FDM-Slicer bieten auch Optionen zum „Bügeln“ der obersten Schichten von 3D-Drucken, wobei der heiße Extruder die oberste Schicht nachzeichnet, um das Material zu glätten.
- Vasenmodus: Bei bestimmten Geometrien (insbesondere Vasen) können Slicer den „Vasenmodus“ aktivieren, der das Objekt mit einer einzigen Wand in einer sauberen Spirale in 3D druckt. Dies ermöglicht einen sauberen Übergang zwischen den Schichten und macht die Z-Naht überflüssig, da es keine Zwischenstopps und Neustarts beim Schichtwechsel gibt.
- Ausrichtung: Weniger Halterungen bedeuten weniger Probleme beim Entfernen, und allmähliche Überhänge verringern die Gefahr einer schlechten Überleitung. Durch Änderung der Ausrichtung des Bauteils, sodass es keine Stützen oder Überhänge von mehr als 15 Grad aufweist, kann ein glatter 3D-Druck garantiert werden. Wenn Ihr 3D-Drucker über einen Doppelextruder verfügt, können sich auflösende Stützen dazu beitragen, diese Probleme zu verringern oder ganz zu beseitigen.
Zusätzlich zu diesen Slicer-Funktionen ist es wichtig, die Rückzugseinstellungen für das jeweils verwendete Material genau anzupassen. Dies liegt daran, dass unzureichende Retraktions-Einstellungen zu Fadenbildung führen können, die sich nur mit großem Aufwand entfernen lassen. Das Fadenziehen kann auch durch Trocknen des Filaments vor dem 3D-Druck reduziert werden, was besonders bei hygroskopischen Materialien wie PETG oder TPU wichtig ist. Schließlich führen kleinere Schichthöhen zu besser definierten 3D-Drucken – allerdings auf Kosten einer längeren 3D-Druckdauer.
Nachdem wir das „Vorher“ besprochen haben, gehen wir noch einmal auf die „Nachher“ -Möglichkeiten zur Glättung von PLA-3D-Drucken ein.
Entfernen von überschüssigem Material
Zum Entfernen von Stützstrukturen, Rändern (Brims), Flössen (Rafts) oder Fadenartefakten sind Bündelschneider das beste Werkzeug. Bei vorsichtiger Anwendung können sie Filamente effektiv von ebenen Oberflächen entfernen, wobei nur sehr wenig – wenn überhaupt – Material zurückbleibt.
An Stellen, an denen die Bündelschneider das Material nicht effektiv entfernen können (z. B. weil sie nicht in enge Ecken passen), kann ein Universalmesser verwendet werden. Es ist wichtig, Sicherheitsmaßnahmen zu befolgen, um das Verletzungsrisiko zu minimieren:
- Verwenden Sie niemals ein Universalmesser, wenn sich andere Personen in einem Umkreis von zwei Metern um Ihren Arbeitsbereich befinden.
- Bewegen und richten sie das messer immer von Ihnen weg (auch von Ihrer anderen Hand, die möglicherweise den 3D-Druck hält). Wenn dies nicht möglich ist, befestigen Sie das Teil mit einer Schraubzwinge an einem Tisch, bevor Sie fortfahren.
- Stellen Sie sicher, dass die Messerklinge scharf ist und keine sichtbaren Schäden aufweist.
Wenden Sie keine übermäßige Kraft an, da das Messer sonst abrutschen oder brechen könnte. Wenn Sie beim Gebrauch eines - Universalmessers stark zittern, sollten Sie den Schnitt mit einer anderen Methode ausführen.
Rotierendes Multifunktionswerkzeug
Rotierende Multifunktionswerkzeuge wie z. B. die von Dremel bieten weitere großartige Möglichkeiten für die Nachbearbeitung Ihrer 3D-Drucke. Sie setzen diese Werkzeuge ganz ähnlich wie Messer ein, aber aufgrund der großen Anzahl an verschiedenen Meißeln können Sie die inneren Ecken und andere schwer zugängliche Bereich eines Teils besser nachbearbeiten.
Zwei Dinge müssen Sie berücksichtigen, wenn Sie ein Multifunktionswerkzeug benutzen. Erstens: Bei diesen Werkzeugen ist die Geschwindigkeit und nicht das Drehmoment entscheidend. Es ist also besser die Rotationsgeschwindigkeit zu erhöhen, statt mehr Druck anzuwenden, wenn das gewünschte Ergebnis auf sich warten lässt. Damit ersparen Sie sich viel Arbeit und verlängern auch noch die Lebensdauer Ihres Werkzeugs.
Zweitens: Der Kunststoff wird mit einem sehr leistungsfähigen Werkzeug bearbeitet, weshalb es nicht zu lange auf einem Punkt angesetzt oder dabei zu großer Druck ausgeübt werden darf. Die Drehbewegung des Werkzeugs erzeugt Hitze, die den Kunststoff dann immer dort zum Schmelzen bringt, wo es zu lange draufgehalten wird. Dellen und Löcher sind die Folge.
Manche Rotationswerkzeuge werden mit Schleifaufsätzen geliefert, die aber möglicherweise für das Glätten von PLA mit zu viel Power ausgestattet sind. Als Nächstes schauen wir uns effektive Schleiftechniken näher an.
Schleifen
Schleifen gehört zu den einfacher zugänglichen Methoden zum Glätten von Drucken. Und wie Sie vielleicht schon beim Ausprobieren herausgefunden haben, gibt es eine Menge verschiedener Möglichkeiten dafür.
Wenn Sie einen Druck mit großen Oberflächen haben, könnte ein Schleifklotz das Werkzeug Ihrer Wahl sein. Sein Einsatz ist weniger anstrengend für Ihre Hände und sorgt für einen gleichmäßigen Abtrag des Schleifpapiers und Ihres Drucks.
Wenn Ihr Druck viele Details aufweist, gehen Sie besser ganz auf Nummer sicher und benutzen eine Nagelfeile. Nagelfeilen gibt es in unzähligen Größen und Typen. Die richtige Wahl hängt davon ab, was Sie schleifen wollen. Aber die günstigen Nagelfeilen aus Pappe sind oft völlig ausreichend.
Sie können natürlich auch einzelne Schleifpapierbögen nehmen, was in manchen Fällen durchaus die bessere Option sein könnte. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, bewegen Sie das Schleifpapier in kreisenden Bewegungen über die sichtbaren Druckschichten Ihres Druckes.
Vielleicht wollen Sie auch ein Schleifpapier mit größerer Körnung. Je nach gewünschtem Endergebnis können Sie bei einer 400er Körnung starten und raufgehen bis zu einer Körnung von 4.000.
Der Vollständigkeit halber weisen wir auch noch auf den Nassschliff hin, der Ihnen bestimmt ein Begriff ist. Nassschleifpapier mit großer Körnung kann für den abschließenden Schleifprozess eingesetzt werden, da dabei wenig Material abgetragen und ein poliertes Finish erzeugt wird. Die dabei angewandte Technik entspricht in weiten Teilen der, die beim normalen Schleifpapier zum Einsatz kommt. Sie müssen das Schleifpapier lediglich ab und zu benässen.
Schmelzen der Oberfläche
Wie Sie wahrscheinlich wissen, ist PLA nicht besonders hitzebeständig, weshalb es weniger für den Outdoorbereich geeignet ist. Das heißt aber nicht, dass Sie die Wirkung von Hitze auf Plastik nicht gezielt fürs Oberflächenfinish Ihrer Drucke einsetzen können.
Das zu diesem Zweck am meisten genutzte Tool ist die Heißluftpistole, die man auf die niedrigste Temperatur einstellt. Die besten, nachhaltigsten Resultate erreicht man, wenn man den Druck auf einem Drehtisch platziert, der zur gleichmäßigen Verteilung der Hitze langsam gedreht wird. So verhindert man, dass bestimmte Bereiche überhitzt werden, was zu einem besseren Gesamtergebnis führt.
Man mag vielleicht denken, dass ein Föhn eine gute Alternative zur Heißluftpistole sei, aber ein Föhn ist aber nicht für so hohe Temperaturen ausgelegt, um Plastik zu schmelzen. Viele Modelle erreichen nicht einmal eine Temperatur, die auch nur für ein leichtes Schmelzen der Oberfläche ausreicht.
Oberflächenbeschichtung
Eine weitere Methode, um glatte Oberflächen zu erzielen, ist das Auftragen von zusätzlichen Materialien – als Sprüh-, Farb- oder Tauchbeschichtung. So können jegliche Unebenheiten auf der Oberflächentextur – auch die sichtbaren Druckschichten – aufgefüllt werden und man wird mit einem glänzenden, gleichmäßigen Finish belohnt. Farbgrundierungen oder Epoxidharz sind zwei typische Beispiele, die für die Beschichtung von PLA eingesetzt werden.
Grundierung
Wenn man bei einem Druck Grundierung einsetzt, kommt man ums Schleifen nicht herum. Die Idee dahinter: Die Grundierung soll die Sichtbarkeit der Druckschichten reduzieren und so eine glatte Oberfläche erzeugen. Nach dem Auftragen lassen Sie die Grundierung trocknen und schleifen dann die oberste Schicht ab. Es ist generell viel einfacher, die Grundierung abzuschleifen als das eigentliche PLA, da sie deutlich weicher ist.
Ein Druck, der vorher grundiert wurde, sieht am Ende viel schöner aus als einer, der nur abgeschliffen wurde. Bitte beachten Sie aber, dass diese Methode sehr viel mehr Zeit benötigt, denn Sie müssen warten, bis jede einzelne Schicht der Grundierung getrocknet ist. Außerdem wird empfohlen, dass man nach der Grundierung noch eine Farbschicht aufträgt, denn Grundierungen allein halten ohne weitere Beschichtung der Zeit nicht stand.
Epoxidharz
Epoxidharz ist eine Resin-Beschichtung, die im Prinzip genauso funktioniert wie die Grundierung. Er ist jedoch ein weniger aufwendiger in der Anwendung, da Sie ihn erst mischen müssen, bevor er auf den Druck aufgetragen werden kann. Eine Sache, die Epoxidharz aber definitiv besser kann als jede Grundierung, ist das Auffüllen von größeren Löchern oder Defekten, die beim Druckvorgang entstanden sind.
Die Nachbearbeitung eines Drucks mit Epoxidharz besteht darin, ein Epoxidharz-Gebinde zu mischen. Sie können ihn buchstäblich mit dem Pinsel auf alle Oberflächen Ihres Drucks auftragen. Achten Sie nur darauf, dass Ihr Auftrag gleichmäßig ist, damit es zu keinen Unterschieden in der Schichthöhe auf dem fertigen Druck kommt.
XTC-3D ist eine bekannte Option, die sich an die Schichtlinien von 3D-Drucken anpasst und sich innerhalb dieser selbst ausrichtet. MatterHackers wirbt damit, dass es einen 3D-Druck mit einer Schicht Harz matt und mit einer zweiten Schicht glänzend glätten kann. Jede Schicht erhöht die Dicke der Wand des 3D-Drucks um 0,4 mm. Berücksichtigen Sie dies daher bei der Konstruktion mehrteiliger Baugruppen.
Chemisches Glätten
Und zum Schluss kommen noch die Chemikalien dran. Wie bereits erwähnt, kann PLA nicht wie ABS mit Aceton geglättet werden. Es gibt aber andere Chemikalien, die einen vergleichbaren Effekt erzielen können, jedoch sind die Ergebnisse hierbei ein wenig unterschiedlich.
Dichlormethan (auch bekannt als Methylenchlorid) ist ein Lösungsmittel für PLA, mit dem diese lästigen Schichtlinien entfernt werden können. Wie HazelChem zeigt, kann ein kurzes Eintauchen in dieses Lösungsmittel zu großartigen Ergebnissen führen. Achten Sie jedoch darauf, es nicht zu lange in der Lösung stehen zu lassen, da sonst die Gefahr besteht, dass Details verloren gehen oder Ihr Teil völlig ruiniert wird. Es ist zudem wichtig, bei der Arbeit mit Dichlormethan äußerste Vorsicht walten zu lassen. Dazu gehört, Lösungsmittelbehälter nur in gut belüfteten Räumen zu öffnen, eine Schutzbrille zu tragen und mit PVA-Handschuhen zu arbeiten (Dichlormethan frisst sich durch gewöhnliche Nitrilhandschuhe).
Wenn Sie sich lieber nicht mit aggressiven Lösungsmitteln herumschlagen möchten: Polymaker Polysmooth besteht aus PVB, einem Material, das ähnlich wie PLA ist und chemisch geglättet werden kann. Dafür braucht man aber den Polymaker Polysher. Es handelt sich hier um ein Gerät, das Isopropylalkohol freisetzt, der wiederum mit dem Filament interagiert, wodurch die oberen Schichten geglättet werden.
Man muss schon eine Stange Geld investieren, um alles Nötige dafür anzuschaffen. Wenn Sie aber eine große Anzahl von Drucken mit glatter Oberfläche herstellen müssen, lohnt sich möglicherweise die Anschaffung des ganzen Equipments.
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