Materialextrusion Bauplatten-Tuning für 3D-Drucker

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Beim 3D-Druck ist es wie beim Hausbau: Es kommt auf das Fundament an. Für eine bessere Basis soll Pertinax als Druckbettauflage sorgen.

Bei vielen 3D-Druckern, die mit Filamenten arbeiten, steht die Bauplatte beziehungsweise deren Material so manchem optimalen Druckergebnisse im Weg. Haftet die erste Schicht des Drucks nicht richtig auf der Bauplatte, verschieben sich unter Umständen alle weiteren Koordinaten der höheren Ebenen und die Druckqualität leidet. Hier bringt eine Aufrüstung des Druckbetts (Bauplatte) mit Pertinax Vorteile. Die Eigenschaften dieses Kunststoffs verbessern die für den Druck essentielle Haftung des gedruckten Modells auf der Grundplatte und damit die Druckqualität.

Welche Eigenschaften machen Pertinax für den 3D-Druck interessant?

Mit dem gelbbraunen Kunststoff wird vorwiegend bei der Produktion von Leiterplatten oder robusten Isolierteilen gearbeitet, wo man ihn gegen eine elektrische und thermische Leitung einsetzt. Er besteht aus papierverstärktem Kunstharz, ist biegefest und zäh, relativ leicht, nimmt praktisch kein Wasser auf und ist in Form dünner Platten recht einfach zu bearbeiten. Seine geringe Wärmeleitfähigkeit zusammen mit einer Temperaturbeständigkeit bis 130 °C prädestinieren ihn für den Einsatz mit den gängigen, heiß gedruckten Kunststoffen wie ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer), Nylon oder PLA (Polymilchsäuren). Die Wärmebeständigkeit und geringe Wärmeleitung erlauben zudem eine gute Verbindung der flüssigen Kunststoffe mit der Oberfläche.

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In drei Schritten zum 3D-Drucker-Tuning

1. Anpassen
Um den Drucker aufzurüsten wird als erstes die Bauplatte vermessen und eine Pertinaxplatte mit etwas größeren Abmessungen besorgt. Dabei muss auf eventuelle Nieten oder Befestigungsteile geachtet werden, die über das Druckbett selbst hinausreichen und das eigentliche Plattenmaß bestimmen. Als Plattenstärke haben sich 0,5 bis 1 mm bewährt. Nur selten eignen sich stärke Platten. Die dünnen Platten werden mit einem scharfen Teppich- oder Cuttermesser sowie mit Lineal und Schleifpapier unterschiedlicher Körnung bearbeitet. Zunächst muss die alte Druckplatte vom Drucker entfernt und die tragende Oberfläche darunter gereinigt werden. Das Ablösen gelingt am besten mit einer dünnen stabilen Schnur, beispielsweise mit einer Angelschnur oder feinstem Stahldraht, auch bei komplizierteren Formen. Reste der alten Klebfolie werden mit Isopropanol rückstandsfrei entfernt, je nach Untergrund kann ein Ceranfeld-Schaber dabei helfen.

2. Glätten
Die neue Pertinaxplatte lässt sich mit einem doppelseitigen Klebeband befestigen. Die Pertinaxplatte und die Transferfolie werden passend zugeschnitten und die Folie blasenfrei auf die Rückseite der Platte aufgeklebt. Je nach Druckbettgeometrie oder Zugänglichkeit wird nun die neue Platte direkt auf das Druckbett geklebt und danach die Oberfläche bearbeitet. Alternativ schleift man die Oberfläche zuerst auf die gewünschte Rauigkeit und klebt danach die Platte auf. Letzteres rentiert sich besonders dann, wenn das Druckbett schlecht zugänglich ist.

Bei beiden Varianten ist es wichtig, eine möglichst exakt horizontale und bei jeder Körnung gleichmäßige Oberfläche zu erzielen. Angefangen mit Körnung 80 arbeitet man sich bis etwa Körnung 400 voran, der Abrieb wird mit einem fusselfreien Tuch oder reinem Zellstoffpapier eventuell etwas Isopropanol (IPA) entfernt. Wichtig ist, hier kein normales Kosmetiktuch zu verwenden, denn viele Tücher sind mit oberflächenaktiven Stoffen ausgerüstet, welche die Oberflächenbeschaffenheit verändern und die spätere Haftung beeinflussen. Bei eventuellen Haftungsproblemen sollte man daher zuerst versuchen mit anderen Tüchern nachzureinigen.

Bereits aufgeklebte Platten werden mit Schleifpapier und Schleifklotz in kreisenden Bewegungen geglättet. Bei noch unbefestigten Platten wird das Schleifpapier auf eine große ebene Fläche wie eine Glasplatte aufgelegt und die Pertinaxplatte als Ganzes leicht kreisend mit wenig Druck darüber geführt. Für ein gutes Ergebnis muss der Schleifstaub regelmäßig entfernt werden. Bei der Endkörnung kann man je nach Geometrie und Material des Objektes durch Ausprobieren die beste Lösung finden.

3. Säubern
Ist die Platte „poliert“ und aufgeklebt wird sie auf dem Druckbett nivelliert und gegebenenfalls mit IPA von letzten Schleifpartikeln sowie Fettresten gereinigt. Die Platte und das Druckbett sollten dabei kalt sein, denn IPA verdampft schon bei Zimmertemperatur recht schnell. Nun kann der erste Probedruck beginnen. Haftet dabei das Objekt nicht wie gewünscht, muss gegebenenfalls erneut leicht angeschliffen (mit der zuletzt verwendeten Körnung) und nachgereinigt werden. Idealerweise sollte das Druckobjekt sich nach dem Abkühlen leicht von der Oberfläche lösen lassen. Bei einer großen Grundfläche kann es sinnvoll sein, das Druckteil mit einem Tuch zu schützen und mit einer Zange leicht zu drehen, um es loszubrechen.

Bei den meisten Anwendungen ergibt sich durch das Aufrüsten der Bauplatte mit Pertinax ein deutlich einfacheres Handling beim Ablösen des Bauteils, aber auch die Druckqualität wird oft entscheidend besser. Das gilt sowohl für Einzelstücke als auch für Kleinserien. In allen Anwendungen ist bei richtig vorbereiteter Pertinax-Oberfläche keine Nachbearbeitung der Objekt-Grundfläche notwendig.

* Dipl. Chem. Andreas Zeiff ist Journalist bei Redaktionsbüro Stutensee. Weitere Informationen: Dr. Dietrich Müller GmbH in Ahlhorn

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