Werkzeuge für die Oberflächenbehandlung von 3D-gedruckten Bauteilen

Der erste Teil dieser Artikel-Serie “Nachbearbeitung von 3D gedruckten Werkstücken” behandelte das Thema Subtraktive Nachbearbeitung. Damit wir alle Nachbearbeitung-formen kennenlernen, möchte ich heute auch gleich mit Teil 2 weiter machen.

In diesem 2. von 3 Teilen geht es um die “Oberflächenbehandlung“. von gedruckten Bauteilen.
Hier werden verschiedenen Möglichkeiten vorgestellt, wie du die Qualität deiner Werkstückoberfläche verbessern kannst.

Schleifen

Schleifen gehört ebenfalls zu spanabhebenden Fertigungsverfahren, dient aber eher zur Fein- und Fertigbearbeitung von Werkstücken. Wir unterscheiden zwischen manuellem und maschinellem Schleifen. Ziel des Schleifens ist es, die Oberflächenrauheit des Werkstückes zu verringern, um so die Qualität der Flächen zu optimieren.

Bemerkung:

Auch beim manuellen Schleifen muss auf den Druck geachtet werden, der auf das Werkstück ausgeübt wird. Wie beim Feilen kann es auch hier zur Deformierung kommen.

Beim maschinellen Schleifen kommt ein weiterer Punkt hinzu – nämlich der Faktor Wärme. Durch die hohe Reibung entsteht Wärme, welche das gedruckte Modelle eventuell verformen kann. Hier ist es besonders wichtig mit geringen Geschwindigkeiten zu arbeiten und den Druck minimal zu halten.

Welche Arbeitsmittel nehme ich zum Schleifen?

Manuelles Schleifen

Maschinelles Schleifen

Acryl Spritzspachteln

Jeder, der einen FDM/FFF 3D-Drucker besitzt, kennt das Problem der rillenartigen Oberflächenstruktur. Bei diesem Druckverfahren wird das 3D-Druck Material als runder Strang aus der Düse extrudiert. Zwischen dem oberen und unteren Layer entsteht nun ein kleiner aber feiner Hohlraum.

Diesen Hohlraum kannst du entweder mechanisch (schleifen, polieren, etc.) legalisieren oder du nutzt in diesem Fall eine Spachtelmasse. Besonders gut eignet sich dafür eine Acryl Spritzspachtel. Die Spachtelmasse schließt schnell kleine Unebenheiten und Kratzer. So entsteht eine sehr glatte Oberfläche, die auch ein super Untergrund für nachfolgende Lackierungen ist.

Bemerkungen:

Je nach Layerhöhe (0,05mm; 0,1mm; etc.) brauchst du mehr oder weniger Spritzspachtel. Zwischen den Layern entstehen unterschiedlich große Hohlräume. Um ein Gefühl für die richtige Menge zu bekommen, bearbeitest du am besten einige kleine Testmodelle mit der Spachtelmasse. Wie bei allen Tätigkeiten achte auch hier auf die Sicherheitshinweise des Herstellers. Besorge dir die dafür benötigte Schutzausrüstung. Gesundheit hat immer Vorrang.

Arbeitsmittel für das Acryl Spritzspachteln:

Epoxidharz

Epoxidharz hat die gleiche Funktion wie Acryl Spritzspachtel. Mit dieser Schutzbeschichtung kannst du deine 3D Druck-Objekte glätten. Damit verschwinden auch die die typischen 3D Druck Rillen. Oftmals besteht Epoxidharz aus 2 verschiedenen flüssigen Komponenten. Diese werden im Verhältnis 2:1 gemischt und mittels Pinsel auf das Modell aufgetragen. Je nach Mischungsverhältnis muss die Flüssigkeit dann noch ca. 4 Stunden aushärten. Erst danach kann geschliffen oder lackiert werden.

Bemerkung:

Es ist besonders wichtig auf die Herstellerangaben zu achten, da jedes Epoxidharz unterschiedlich schnell aushärtet. Je schneller es aushärtet umso intensiver sind die ablaufenden chemischen Reaktionen. Es entstehen dabei hohe Temperaturen, die zu Verformungen an deinem Druckteil führen können.

Arbeitsmittel für die Epoxidbehandlung:

Aceton

Auch mit Aceton können gedruckte Bauteile geglättet werden. Jedoch wird damit der Kunststoff angegriffen und die Rillenstruktur zerstört. Je nach Konzentration und Dauer der Acetonbehandlung, werden die Werkstücke geringfügig kleiner.

Bemerkungen:

Ich bin kein großer Fan von Aceton, da mir das Risiko einfach zu hoch ist. Es ist und bleibt eine giftige und leicht entzündlich Flüssigkeit, die schon bei kleiner Unachtsamkeit große Schäden verursachen kann. Bei der Anwendung ist daher immer besondere Vorsicht geboten. Bitte vor der Anwendung von Aceton dringend die Packungsbeilage lesen!

Arbeitsmittel für die Acetonbehandlung:

Bemalen/Lackieren

3D-Druck-Objekte können ohne Probleme bemalt bzw. lackiert werden. Besonders bei PLA und ABS lassen sich damit echt schöne Ergebnisse erzielen. Meine besten Erfahrungen konnte ich mit Acrylfarbe und diversen Sprühlack machen. Auch bei dem Färben von Hand wird eine Grundierung benötigt, damit das Teil den Lack nicht absorbiert.

Bemerkung:

Überlege dir vor dem Druck, wie dein Modell am Ende aussehen soll. Eventuell kannst du mit der Auswahl der richtigen Farbe des Filaments einen Großteil der Lackierarbeiten sparen.

Arbeitsmittel für das Bemalen/Lackieren:

Wassertransferdruck

Der Wassertransferdruck ist ein Oberflächenbeschichtungsverfahren.

Mit diesem werden unterschiedliche Muster und Dekore auf dreidimensional geformte Objekte aufgebracht. Dieses Verfahren wird immer beliebter und findet immer mehr Zuspruch bei Hobbybastlern. Je nach Anforderungen müssen die Teile zuvor grundiert bzw. mit einem Basislack überzogen werden.

Bemerkung:

Wichtig beim Wassertransferdruck ist, dass die zu beschichteten Oberflächen frei von Schmutz und Staub sind. Auch die richtige Wassertemperatur hat großen Einfluss auf das Endergebnis.

Arbeitsmittel für den Wassertransferdruck:

Im dritten Teil dieser Serie gehe ich auf das Kleben von gedruckten Bauteilen näher ein. Welche Klebemittel gibt es? Was muss man beachten und wo kann ich diesen "Kleber" kaufen.

Hier geht es zum dritten Artikel "Kleben von gedruckten Werkstücken".