FDM-3D-Druck mit PLA kann zu hervorragenden Ergebnissen führen. Der Prozess ist schnell und kostengünstig, und PLA-Filament kann funktionale gedruckte Teile mit guter Festigkeit und Steifigkeit produzieren.

Allerdings hat FDM auch seine Nachteile. Zum Beispiel erzeugt es sichtbare Schichtlinien, die das Aussehen und die Funktion der gedruckten Teile beeinträchtigen können. Darüber hinaus kann PLA schwieriger zu verarbeiten sein als andere 3D-Druckmaterialien wie ABS, da es nicht mit Aceton geglättet werden kann.

Glücklicherweise gibt es mehrere Möglichkeiten, PLA-3D-Drucke zu glätten, von anfängerfreundlichen Techniken wie Schleifen bis hin zu fortgeschrittenen Methoden wie der Anwendung von Lösungsmitteln. Dieser Artikel betrachtet die besten Methoden zur Glättung von PLA-Drucken und zeigt Ihnen, welche Technik in einer bestimmten Situation am besten funktioniert.

Unbehandelte FDM-Teile weisen sichtbare Schichtlinien auf

Wie man 3D-Drucke glättet

Obwohl FDM-Teile nicht so leicht die Glätte von beispielsweise SLA-Teilen erreichen können, gibt es eine Reihe von Nachbearbeitungstechniken, die unebene Drucke in glatte, abgerundete und glänzende Teile verwandeln können. Einige dieser Optionen beinhalten das Hinzufügen von Material zum Druck (Grundierungsspray, Epoxidharz), während andere das Entfernen von Material umfassen (Schleifen, chemisches Glätten).

Natürlich erhöht das Hinzufügen einer glatten Oberfläche zu PLA-gedruckten Teilen den Zeit- und Kostenaufwand eines Projekts, aber die Ergebnisse sind oft die Mühe wert. Das Glätten verbessert nicht nur das Aussehen der Drucke, sondern ermöglicht auch weniger strenge Druckparameter – zum Beispiel eine größere Schichthöhe – was wiederum zu schnellerem Drucken führt.

Im Folgenden finden Sie einige der gängigsten Methoden zum Glätten von PLA-Drucken. Diese sollten nach den vorbereitenden Nachbearbeitungsschritten durchgeführt werden, d.h. nach der manuellen Entfernung von Stützstrukturen und großen Abschnitten überschüssigen Materials.

Schleifen

Die gängigste Methode zum Glätten von PLA-Drucken ist das Schleifen. Diese Methode ist sehr praktisch, da sie kostengünstig ist und keine Gesundheitsrisiken birgt. Allerdings ist sie auch eine der zeitaufwändigsten Möglichkeiten, einen Druck zu glätten, und eignet sich nicht besonders gut für feine Strukturen oder tiefe Vertiefungen.

Das Schleifen kann je nach Zweck der Teile und gewünschtem Glättungsgrad unterschiedlich angegangen werden. Für große Teile kann ein Schleifklotz (ein Holzstück, um das Schleifpapier gewickelt wird) erforderlich sein, während sich für kleine Teile und feine Strukturen Nagelfeilen eignen können. Obwohl sehr effizient, werden elektrische Schleifgeräte für PLA-Teile nicht empfohlen, da die von ihnen erzeugte Hitze das PLA schmelzen und das Teil verformen kann.

Zum Schleifen von PLA-Teilen wird Schleifpapier in verschiedenen Körnungen benötigt.

Für die meisten Drucke beginnt das Schleifen mit grobem Schleifpapier der Körnung 200 oder 400 - entweder lose oder um einen Schleifklotz gewickelt - das in kreisenden Bewegungen über die Oberfläche des Teils geführt wird, um die stärksten Unebenheiten zu entfernen. Nachdem das gesamte Teil geschliffen wurde, wird ein etwas feineres Schleifpapier verwendet, wobei man sich schrittweise bis zur Körnung 3.000 vorarbeitet.

Obwohl es wie eine große Aufgabe erscheinen mag, lohnt es sich, Schleifpapier in den folgenden Körnungen zu beschaffen und jeweils einige Minuten damit zu schleifen:

• 200
• 400
• 600
• 800
• 1.000
• 1.500
• 2.000
• 2.500
• 3.000

Mit dem feinsten Schleifpapier kann eine kleine Menge Wasser aufgetragen werden, um eine noch glattere Oberfläche zu erzielen.

Polieren

Für hochglänzende PLA-Teile kann nach dem Schleifen (das eine glatte, aber matte Oberfläche ergibt) eine Polierphase folgen, bei der ein Baumwolltuch und flüssige Kunststoffpolitur verwendet werden. Diese Methode eignet sich nicht zum alleinigen Glätten stark unebener Oberflächen; es handelt sich eher um eine Endbearbeitungstechnik.

Die Technik zum Polieren von 3D-gedruckten Teilen ähnelt dem Schleifen: Mit aufgetragener Politur wird das feuchte Tuch in gleichmäßigen kreisenden Bewegungen über die Oberfläche des Teils geführt, bis es glatt und glänzend ist.

Grundieren

Das Schleifen allein kann das Erscheinungsbild von Schichtlinien reduzieren, indem die erhöhten "Stufen" abgetragen werden. Ein anderer Ansatz besteht darin, die Vertiefungen mit Grundierungsspray zu füllen und anschließend die überschüssige Grundierung abzuschleifen. Diese Methode funktioniert gut, da Grundierung leichter zu schleifen ist als PLA selbst.

Das Grundieren ist die zeitaufwändigste Methode zum Glätten von PLA-Teilen, da die Grundierung zwischen jeder Schleifrunde aufgetragen und dann getrocknet werden muss. Allerdings erzielt sie bessere Ergebnisse als das Schleifen allein.

Beim Grundieren eines PLA-Drucks wird das Teil in einem gut belüfteten Bereich platziert und gleichmäßig mit einer sehr dünnen Schicht der Grundierung besprüht. Ein oder zwei weitere Schichten können vor der ersten Schleifrunde aufgetragen werden. Danach wird abwechselnd grundiert und geschliffen, wobei mit Schleifpapier der Körnung 3.000 abgeschlossen wird.

Auf das Grundieren und Schleifen folgt in der Regel das Sprühlackieren, da unbeschichtete Grundierung anfällig für Stöße und Umwelteinflüsse ist. Beachten Sie auch, dass sehr tiefe Hohlräume eher mit Kunststofffüller als mit Grundierung gefüllt werden sollten.

Epoxidharz

Eine andere Art der Beschichtung zum Glätten von PLA-Teilen ist Epoxidharz, das in zwei Komponenten (Harz und Härter) geliefert wird, die vor der Verwendung gemischt werden müssen. Im Gegensatz zu Grundierung, die in Sprühdosen erhältlich ist, kann Epoxidharz mit einem Pinsel auf die Teile aufgetragen werden und eignet sich zum Füllen selbst tiefster Löcher.

Um eine gute Haftung des Epoxidharzes zu gewährleisten, empfiehlt es sich, die PLA-Teile zunächst mit feinkörnigem Schleifpapier nass zu schleifen. Sobald das Teil trocken ist, kann das Epoxidharz großzügig aufgetragen und gleichmäßig über die Oberfläche des Teils verteilt werden. Weitere Schichten Epoxidharz können aufgetragen werden, bis der gewünschte Glättungsgrad erreicht ist.

Beachten Sie, dass die Epoxidharzbeschichtung möglicherweise weniger stabil ist als das darunterliegende PLA, und Teile der Beschichtung können im Laufe der Zeit abblättern oder abplatzen.

Es können handelsübliche Epoxidharze verwendet werden, aber es gibt auch speziell für die Glättung von 3D-Drucken entwickelte Mischungen, wie zum Beispiel Smooth-On XTC-3D

Epoxidharze wie Smooth-On XTC-3D können die Glätte von PLA verbessern.

Lösungsmittel

Einer der großen Nachteile von PLA ist seine Beständigkeit gegen Acetonglättung, ein relativ sicheres chemisches Glättungsverfahren, das für Materialien wie ABS geeignet ist.

PLA-Drucke können nur mit stärkeren Chemikalien chemisch geglättet werden, die Laborausrüstung wie Nitrilhandschuhe, Schutzbrille, Abzugshauben und eine gut belüftete Umgebung erfordern. Diese Chemikalien lösen die oberste Materialschicht auf und führen zu einer glatten Oberfläche - sie können aber auch andere Dinge auflösen, wie Plastikbehälter, Arbeitsflächen und menschliche Haut.

Erfahrene Anwender können PLA-Teile mit Chemikalien wie Tetrahydrofuran, Dichlormethan oder Chloroform glätten. Diese Substanzen sind jedoch schwer zu beschaffen und können gefährlich in der Anwendung sein.

Eine sicherere Option ist Ethylacetat, ein Lösungsmittel, das in gewöhnlichem Nagellackentferner enthalten ist. Nagellackentferner kann mit einem Tuch oder Wattestäbchen auf PLA-Teile aufgetragen werden, ist in seiner Wirksamkeit jedoch begrenzt. Generell eignet sich PLA aufgrund der Risiken, die mit den geeigneten Chemikalien verbunden sind, nicht besonders gut für die chemische Glättung.

Dampfglättung

Eine sichere und effektive Methode zur chemischen Glättung von PLA-Teilen ist die Verwendung einer automatisierten Dampfglättungsmaschine wie dem Polymaker Polysher, der einen Alkoholnebel erzeugt, um die oberste Schicht eines gedruckten Teils sanft zu entfernen. Leider ist der Polysher nur mit Polymakers modifizierten PLA-Produkten, PolySmooth und PolyCast, kompatibel, die sich aufgrund von Zusatzstoffen in Alkohol auflösen.

Forscher haben herausgefunden, dass Ethylacetat auch für die effektive chemische Dampfglättung von PLA verwendet werden kann. Einer Studie zufolge kann die Verwendung von Ethylacetatdämpfen "eine fast 90%ige Rauheitsreduzierung erreichen, mit mehreren Vorteilen in Bezug auf Toxizität, Lösungsmittelmenge und Behandlungszeit".

Glättung mit Heißluftpistole

Obwohl es nicht die präziseste Methode zur Glättung gedruckter Objekte ist, ist die Verwendung einer Heißluftpistole zum Schmelzen der äußeren Oberfläche eines Teils eine schnelle und einfache Möglichkeit, Schichtlinien zu entfernen. Eine Heißluftpistole ist ein Gerät, das einem Haartrockner ähnelt, aber viel höhere Temperaturen erreichen kann. (Ein Haartrockner kann auch mit einiger Wirksamkeit verwendet werden.)

Bei der Verwendung einer Heißluftpistole zur Glättung von PLA-Teilen ist es wichtig, die Pistole gleichmäßig zu bewegen, um eine gleichmäßige Erwärmung der Teiloberfläche zu gewährleisten (oder das Teil auf einen rotierenden Teller zu stellen und die Heißluftpistole ruhig zu halten).

Diese Technik funktioniert nur bei mittelgroßen oder großen Teilen, die keine feinen Strukturen oder Hohlräume aufweisen.

Tipps für erfolgreiches PLA-Glätten

Um optimale Ergebnisse beim Glätten von PLA-Drucken zu erzielen, sind Geduld, Aufmerksamkeit für Details und die Einhaltung bewährter Praktiken erforderlich. Die folgenden Tipps können dazu beitragen, einen erfolgreichen Glättungsprozess zu gewährleisten und die Gesamtqualität Ihrer 3D-gedruckten Objekte zu verbessern.

1. Beginnen Sie mit einem hochwertigen Druck: Die Qualität des ursprünglichen Drucks spielt eine wichtige Rolle für den Erfolg des Glättungsprozesses. Stellen Sie sicher, dass Ihr 3D-Drucker richtig kalibriert und gewartet ist, und verwenden Sie hochwertiges PLA-Filament, um Druckfehler und Unvollkommenheiten zu minimieren.
2. Wählen Sie die geeignete Glättungstechnik: Die Auswahl der richtigen Glättungstechnik für Ihr spezifisches Projekt ist entscheidend. Berücksichtigen Sie Faktoren wie Druckgröße, Komplexität, Materialverträglichkeit und gewünschte Oberflächenbeschaffenheit bei der Auswahl einer Methode.
3. Beachten Sie Sicherheitsvorkehrungen: Einige Glättungstechniken, wie chemisches Glätten und Dampfglätten, beinhalten die Verwendung potenziell gefährlicher Chemikalien oder Lösungsmittel. Arbeiten Sie immer in einem gut belüfteten Bereich, tragen Sie angemessene persönliche Schutzausrüstung und befolgen Sie die Sicherheitsrichtlinien des Herstellers bei der Anwendung dieser Methoden.
4. Seien Sie geduldig und methodisch: Das Glätten von PLA-Drucken kann ein zeitaufwändiger Prozess sein, insbesondere bei Techniken wie Schleifen oder Auftragen von Epoxidbeschichtungen. Nehmen Sie sich Zeit und arbeiten Sie methodisch, konzentrieren Sie sich auf einen Bereich nach dem anderen und stellen Sie sicher, dass jeder Schritt gründlich abgeschlossen ist, bevor Sie zum nächsten übergehen.
5. Überprüfen und bewerten Sie Ihren Fortschritt: Inspizieren Sie Ihren Druck regelmäßig während des Glättungsprozesses, um Ihren Fortschritt zu beurteilen und Bereiche zu identifizieren, die möglicherweise zusätzliche Aufmerksamkeit erfordern. Dies kann dazu beitragen, übermäßiges Glätten oder ungleichmäßige Ergebnisse zu vermeiden.
6. Lassen Sie ausreichend Aushärte- oder Trocknungszeit: Bei Techniken, die Lösungsmittel, Epoxidbeschichtungen oder Wärmebehandlung beinhalten, ist es wichtig, dem Druck genügend Zeit zum Aushärten oder Trocknen zu geben, bevor er gehandhabt oder verwendet wird. Ein voreiliges Vorgehen in diesem Schritt kann zu einer beeinträchtigten Oberflächenbeschaffenheit oder Beschädigung des Drucks führen.

Nachbearbeitungen nach dem Glätten

Nach dem Glätten von PLA-Drucken können zusätzliche Veredelungstechniken angewendet werden, um ihr Aussehen und ihre Haltbarkeit weiter zu verbessern. Diese Techniken können Ihren Drucken einen professionellen Touch verleihen und sicherstellen, dass sie den gewünschten Standards für Ihr Projekt entsprechen.

Lackieren

Lackieren ist eine beliebte Veredelungstechnik, mit der Farbe und Textur zu geglätteten PLA-Drucken hinzugefügt werden können. Acrylfarben werden häufig zum Bemalen von 3D-gedruckten Objekten verwendet, da sie mit PLA kompatibel und leicht aufzutragen sind. Das Auftragen einer Grundierung vor dem Lackieren gewährleistet eine gute Haftung der Farbe. Es sollten mehrere dünne Farbschichten aufgetragen werden, wobei jede Schicht trocknen sollte, bevor die nächste aufgetragen wird.

Polieren

Polieren ist eine Technik, die verwendet wird, um die Oberflächenbeschaffenheit von geglätteten PLA-Drucken weiter zu verfeinern, insbesondere nach dem Schleifen oder chemischen Glätten. Poliermittel, wie Autopolituren oder Kunststoffpolituren, können mit einem weichen Tuch oder einer Polierscheibe aufgetragen werden, um einen Hochglanzfinish zu erzielen. Arbeiten Sie sanft und methodisch und vermeiden Sie übermäßigen Druck oder Hitzeentwicklung, die den Druck beschädigen könnten.

Klarlackbeschichtung

Das Auftragen einer Klarlackbeschichtung auf Ihre geglätteten PLA-Drucke kann zusätzlichen Schutz bieten und ihr Aussehen verbessern. Klarlacke, wie Sprühlacke oder Firnisse, können auf die Oberfläche des Drucks aufgetragen werden, um eine Schutzbarriere gegen Kratzer, UV-Schäden und Umwelteinflüsse zu schaffen. Befolgen Sie beim Auftragen eines Klarlacks die Anweisungen des Herstellers und lassen Sie zwischen den Schichten ausreichend Trocknungszeit.

Fazit

Wie wir gesehen haben, gibt es mehrere Möglichkeiten, PLA-Drucke zu glätten und das Erscheinungsbild von Schichtlinien zu reduzieren. Die Wahl der richtigen Glättungsmethode (oder -methoden) hängt von der Art des 3D-Druckprojekts und Ihren Prioritäten ab. Im Allgemeinen empfehlen wir:

• Grundieren und Schleifen für die meisten PLA-Teile - effektiv, sicher, kostengünstig
• Epoxidharz oder Polieren für kosmetische Teile - hochglänzende Oberfläche
• Dampf- oder Heißluftpistolen-Glättung für schnelle Teile - schnell, am wenigsten arbeitsintensiv

Für Teile, die sich für die Dampfglättung eignen (zerbrechlich, filigran usw.), kann es hilfreich sein, sie statt in PLA in ABS zu drucken. Alternativ sind Harz-3D-Drucktechnologien wie SLA und DLP, obwohl teurer als FDM, viel besser darin, glatte Teile ohne Schichtlinien zu produzieren und erfordern kaum Nachbearbeitung.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Kann ich Aceton zum Glätten von PLA-Drucken verwenden?

Aceton wird für das Glätten von PLA-Drucken nicht empfohlen, da es nicht mit PLA-Material reagiert. Verwenden Sie stattdessen alternative Lösungsmittel wie Ethylacetat für die chemische Glättung von PLA-Drucken.

Wie lange dauert es, einen PLA-Druck durch Schleifen zu glätten?

Die Zeit, die für das Schleifen eines PLA-Drucks benötigt wird, hängt von der Größe und Komplexität des Objekts sowie dem gewünschten Glättungsgrad ab. Sie kann von wenigen Minuten für kleine, einfache Drucke bis zu mehreren Stunden für größere, komplexere Objekte reichen.

Kann ich eine Heißluftpistole für die Wärmebehandlung von PLA-Drucken verwenden?

Obwohl eine Heißluftpistole für die Wärmebehandlung von PLA-Drucken verwendet werden kann, ist es wichtig, eine präzise Temperaturkontrolle zu gewährleisten und eine Überhitzung des Drucks zu vermeiden, die zu Verformungen oder Schmelzen führen kann. Konzentrieren Sie die Hitze nicht zu lange auf einen einzelnen Bereich.

Kann ich meinen PLA-Druck direkt nach dem Glätten lackieren?

Bevor Sie einen geglätteten PLA-Druck lackieren, reinigen Sie die Oberfläche des Teils und tragen Sie eine Grundierung auf, um eine gute Haftung der Farbe zu gewährleisten. Lassen Sie die Grundierung gemäß den Anweisungen des Herstellers trocknen, bevor Sie die Farbe auftragen.

Referenzen

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