Crystal-Clear - weil Transparenz wichtig ist
Was sind die Eigenschaften von Crystal-Clear und wofür wird es eingesetzt
Crystal-Clear ist ein Resin (Harz) für den Einsatz im Stereolithografie-3D-Druck, abgekürzt SLA. Crystal-Clear ist im Rohzustand ein flüssiges Material, welches mittels UV-Laser hart wird (polymerisiert). Mit der SLA-Technologie gefertigte Bauteile zeichnen sich durch eine sehr glatte Oberfläche und eine hohe Präzision aus.
Fluid- und Flow-Analyse
Crystal-Clear wurde speziell dazu entwickelt, um Bauteile mit hoher Transparenz herzustellen. Bauteile, die sich für den Druck in Crystal-Clear eignen, werden glasklar. Innenliegende Details, wie beispielsweise Leitungen, werden milchig (Transluzent). Dadurch eignet sich dieses Material besonders für den Einsatz in der Fluid- und Flow-Analyse aber auch als transparentes Gehäuse, zum Beispiel für die Präsentation von Produkten.
Verfärben durch Sonne
Crystal-Clear eignet sich auch gut für Leuchten und Prototypenanwendungen. Über die Zeit vergilben die Bauteile unter Einwirkung von UV-Strahlen. Ein guter UV-Schutz-Lack kann diesen Prozess verlangsamen.
Optimal für den Einsatz im Wasser
Ein grosser Vorteil von SLA-gefertigten Bauteilen ist die hohe Dichte und Wasserabweisung, was die Bauteile für Schwimmer und water flow tests (Wasserflusstests) geeignet macht. Die ausserordentlich hohe Oberflächengüte eignet sich zudem zur Verwendung in Windkanalanwendung und Strömungsanalysen.
Witterung
SLA-Teile sind allgemein nicht witterungs- oder UV-beständig und werden daher oft für Prototypen-Anwendungen verwendet. Bauteile aus Crystal-Clear setzt man besser von der Umwelt ausgeschlossen ein.
Hohe Präzision
Durch die hohe Präzision eignen sich die Bauteile zur Simulation von Spritzgussbauteilen und als Form- und Massprüfungen.
Stützmaterial
Das Stützmaterial ist beim SLA 3D-Druck das gleiche wie das Druckmaterial und wird manuell entfernt. Das schränkt die Formfreiheit im Gegensatz zu anderen Fertigungsverfahren ein.
Nachbearbeitung
SLA-Bauteile kann man hochwertig nachbearbeiten. Die Bauteile können mit kleinsten Details (0.05 mm) und scharfen Kanten hergestellt werden. Mit entsprechenden Nachbearbeitungen, wie Lackierung oder Beschichtung, können die Teile auch für Daueranwendungen genutzt werden.
3-5 Werktage Regeln für den Express 3D-Druck: Die angegebenen 24 Stunden gelten von jeweils 12.00 Uhr und nur an Werktagen (Montag-Freitag). Wenn die Bestellung vor 12.00 Uhr eingeht, wird das Bauteil bis zum nächsten Werktag 12.00 Uhr fertiggestellt. In diesen 24 Stunden ist nur die Fertigungszeit enthalten und gilt somit ohne Versandzeit. Wir versenden alle Produkte mit A-Post. Etwaige Nachbearbeitungen verlängern die Lieferzeit entsprechend. Priority-Bestellungen können aufgrund des Volumens, der Anzahl oder Komplexität abgelehnt werden. In diesem Falle halten wir mit Ihnen Rücksprache.
Vorgaben für Crystal-Clear Resin 3D-Druck
Mindestwandstärke: 0.3 mm
Kleinstes Detail: 0.05 mm
Maximale Druckgrösse:
2000 x 700 x 788 mm
Genauigkeit: 0.2% min. ± 0.2 mm
Schnelldruck mit Crystal-Clear Resin 3D-Druck
Priority: Regeln für den Priority 3D-Druck: Die angegebenen 48 Stunden gelten von jeweils 12.00 Uhr und nur an Werktagen (Montag-Freitag). Wenn die Bestellung vor 12.00 Uhr eingeht, wird das Bauteil bis zum übernächsten Werktag 12.00 Uhr fertiggestellt. In diesen 48 Stunden ist nur die Fertigungszeit enthalten und gilt somit ohne Versandzeit. Wir versenden alle Produkte mit A-Post. Etwaige Nachbearbeitungen verlängern die Lieferzeit entsprechend. In diesem Falle halten wir mit Ihnen Rücksprache.
Maximal 150 x 150 x 150 mm
Fertigung in 48 Stunden
Aufschlag: 30 % des Teilepreises mindestens CHF 50.00
Express: Regeln für den Express 3D-Druck: Die angegebenen 24 Stunden gelten von jeweils 12.00 Uhr und nur an Werktagen (Montag-Freitag). Wenn die Bestellung vor 12.00 Uhr eingeht, wird das Bauteil bis zum nächsten Werktag 12.00 Uhr fertiggestellt. In diesen 24 Stunden ist nur die Fertigungszeit enthalten und gilt somit ohne Versandzeit. Wir versenden alle Produkte mit A-Post. Etwaige Nachbearbeitungen verlängern die Lieferzeit entsprechend. Priority-Bestellungen können aufgrund des Volumens, der Anzahl oder Komplexität abgelehnt werden. In diesem Falle halten wir mit Ihnen Rücksprache.
Maximal 100 x 100 x 70 mm
Fertigung in 24 Stunden
Aufschlag: 100 % des Teilepreises mindestens CHF 100.00
Vor- und Nachteile von Crystal-Clear Resin 3D-Druck
- Extrem glatte Oberfläche
- Hohe Präzision
- Sehr kleine Details möglich
- Hohe Wärmefestigkeit
- Niedrige UV-Beständigkeit
- Nicht witterungsfest
- Stützmaterialien müssen manuell entfernt werden
- Spröde
Anwendungsbeispiele für Crystal-Clear Resin 3D-Druck
- Spritzguss Prototypen
- Ansichtsbauteile und haptische Prototypen
- Bauteile mit thermischer Belastung
Beispiel-Bauteile Crystal-Clear Resin 3D-Druck
Was ist das SLA Verfahren im 3D-Druck?
Bedeutung SLA 3D Druck Verfahren
«Stereolithografie», abgekürzt SLA, bedeutet frei übersetzt zweiteiliges Schreiben mit Flüssigkeit. Dabei bezieht sich das «zweiteilig» (Stereo) darauf, dass dieses Verfahren zwei Komponenten benötigt: Zum einen das flüssige Ausgangsmaterial (Resin genannt) und zum anderen eine UV-Lichtquelle. Das UV-Licht braucht es, um den Polymerisierungsvorgang zu initiieren. Im klassischen SLA verwendet man dazu einen UV-Laser mit einer Wellenlänge von 403 nm. Es gibt aber auch Anwendungen, bei denen ein LCD-, LED-Display oder ein DLP-Projektor zum Einsatz kommt.
Hauchdünne Layer
Beim SLA Verfahren «zeichnet» der Laser die Form der aktuellen Schicht durch die Flüssigkeit auf die Platte. Mit SLA gefertigte Bauteile zeichnen sich besonders dadurch aus, dass sie aus extradünnen Schichten aufgebaut sind. Der flüssige Zustand des Baumaterials lässt zudem äusserst kleine Details zu. Der Durchmesser des Lasers bestimmt dabei die Detailgenauigkeit.
Da dieses Verfahren keine thermische Energie verwendet, kann man Mini-Bauteile herstellen, welche in thermischen Verfahren (DLM, FDM, SLS) durch die Hitzeeinbringung überhitzen und dann schmelzen würden.
Ausgereifte Technologie
SLA ist das erste 3D-Druckverfahren, das entwickelt wurde. 1984 erfunden und drei Jahre später in den Markt eingeführt, wurde die SLA-Technologie stetig weiterentwickelt. Entsprechend ausgereift ist dieses 3D-Druckverfahren heute.
Stützmaterial
Für den SLA 3D-Druck verwendet man flüssiges Resin, folglich bestehen die Stützmaterialien aus demselben Material, wie das Bauteil. Die Stützmaterialien sind dabei fest mit dem Bauteil verbunden. Nach der Fertigung muss der Techniker die Stützen deshalb manuell entfernen und die Oberfläche an den Anbindungspunkten sauber schleifen. Um die Rückstände auf dem Bauteil so gering wie möglich zu halten, haftet die Stützstruktur nur mit einer dünnen Spitze am Bauteil, diese Spitze dient als Sollbruchstelle.
Starke Layer-Haftung
Da die Schichten einen chemischen Polymerisierungsprozess durchlaufen, härten die Bauteile während des Druckvorgangs nur zu 70 % aus. Dadurch kann sich die jeweils nächste Schicht, mit der darunterliegenden Schicht chemisch verbinden. Das macht SLA zu dem Verfahren, mit der besten Schichthaftung. Das Bauteil ist somit in alle Achsenrichtungen gleich stark, weist also isotropische Eigenschaften auf.
Wie funktioniert der SLA 3D Druck?
Slicing Software
Das 3D-Modell eines Bauteils lädt man in eine Slicing Software, welche es in Schichten zerlegt. Die Software erzeugt den Maschinencode und legt die Layer-Stärke das Bauteils fest (0.025 – 0.1 mm). Der Laser zeichnet danach den Weg durch das Resin.
Orientierung in der Slicing Software
In der Slicing Software wird das Bauteil zudem orientiert, so entsteht die Aufbaurichtung des Bauteils. Die Orientierung entscheidet massgeblich über die Qualität des Bauteils. Grosse Bauteile werden ausgehöhlt, da solide Bauteile erstens sehr viel mehr Material brauchen würden (Kosten!) zu fest an dem Druckbehälter kleben würden und sie den ganzen Druckprozess zum Abstürzen bringen können.
Stützmaterial
Eine Stützstruktur ist dann nötige, wenn das Bauteil einen Überhang von mehr als 45° besitzt und sich folglich weder mit dem Bauteil noch mit der Druckplatte verbinden kann und abbricht. In der Slicing Software werden die Stützstrukturen automatisiert gefertigt. Nachdem die Software alles berechnet hat, sendet sie den Programmcode an die SLA 3D-Druck Maschine.
SLA 3D-Druck Vorgang
Eine Druckplatte fährt nun von oben in einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter mit durchsichtigem Boden. Die Druckplatte stoppt in der eingestellten Schichtstärke über dem transparenten Boden des Behälters. Der Laser «schreibt» nun – von unten (Bottom-up) die Schicht durch die transparente Druckplatte und das flüssige Material auf die Druckplatte. Sobald der Laser durch das Material durchscheint, polymerisiert (härtet) das Material sofort. Die Platte wird jetzt um die Schichtstärke angehoben und der Vorgang wiederholt sich, sodass sich die neue Schicht mit der Letzteren verbinden kann. Dies ist noch mal ein Grund für die Stützstrukturen. Sollte eine Schicht Teile enthalten, für die keine darüberliegende Schicht existiert, würde dieses Detail auf der transparenten Schicht liegen bleiben. Die Stützmaterialien werden deshalb vorher schon mitgedruckt, damit die Schicht sich daran festkleben kann.
Reinigung
Nachdem das Bauteil in der Maschine fertig gedruckt ist, nimmt der Techniker die Druckplatte mit dem Bauteil aus dem Drucker und legt es in eine Reinigungsanlage. Dort wird das Bauteil mit Isopropylalkohol gereinigt, um die Reste an flüssigem Resin wegzuwaschen.
Aushärten im UV-Ofen
Nach dem Trocknen entfernt der 3D-Techniker das Bauteil von der Druckplatte. Die Stützmaterialien bricht oder schneidet er manuelle ab. In einem UV-Ofen mittels UV-Strahlung und Wärme härtet das Bauteil vollständig aus und erhält somit seine finalen Materialeigenschaften.
Nachbearbeitung
Die Verbindungsstellen zwischen Stützmaterial und Bauteil muss man von Hand schleifen. Zum Schluss behandelt man da Bauteil mit einem Spezialöl, um Schleifspuren zu entfernen und die Oberfläche und Materialfarbe an den Rest des Bauteils anzugleichen.
Verfügbare Farben
- Glasklar Transparent
Verfügbare Nachbearbeitungen
Für Crystal Clear bieten wir Nachbearbeitungen nur auf Anfrage an.
Alle Crystal Clear Bauteile sind Handpoliert um das Material glasklar zu machen.
Möglich sind Mechanische Nachbearbeitungen vor der Politur.
Auch Lackierung mit pigmentiertem Klarlack sind denkbar um dem Material eine durchsichtige Farbe zu geben.
Zudem können Modelle auch partiell Lackiert werden.
Mechanische und thermische Eigenschaften des gedruckten Models
| Eigenschaft | Testmethode | Wert |
| Zugfestigkeit | ASTM D 638-10 | 51.1 MPa |
| Zugmodul | ASTM D 638-10 | 2.9 GPa GPa |
| Bruchdehnung | ASTM D 638-10 | 2.4 % |
| Biegemodul | ASTM C 790-10 | 2.62 GPa |
| Schlagzähigkeit gekerbt Izod | ASTM D 256-10 | 24.2 J/m |
| Wärmeformbeständigkeit @ 1.8 MPa | ASTM D 648-07 | 101 °C |
| Wärmeformbeständigkeit 0.45 MPa | ASTM D 648-07 | 238 °C |
Solvent Compatibility
Percent weight gain over 24 hours for a printed and post-cured 1 x 1 x 1 cm cube immersed in respective solvent:
| Solvent | 24 hr weight gain (%) |
| Acetic Acid, 5 % | <1 |
| Acetone | <1 |
| Isopropyl Alcohol | <1 |
| Bleach, ~5 % NaOCl | <1 |
| Butyl Acetate | <1 |
| Diesel | <1 |
| Diethyl glycol monomethyl ether | <1 |
| Hydrolic Oil | <1 |
| Skydrol 5 | <1 |
| Hydrogen Peroxide (3 %) | <1 |
| Isooctane | <1 |
| Mineral Oil, light | <1 |
| Mineral Oil, heavy | <1 |
| Salt Water (3.5 % NaCl) | <1 |
| Sodium hydroxide (0.025 %, pH = 10) | <1 |
| Water | <1 |
| Xylene | <1 |
| Strong Acid (HCI Conc) | 1.2 |