„Auflösung“ ist ein in der Welt des 3D-Drucks häufig verwendeter Begriff, der jedoch selten richtig verstanden wird. Die meisten Menschen können den Unterschied zwischen der Qualität der XY- und der Z-Auflösung nicht erkennen. Daher kennen sie auch andere grundlegende Aspekte wie die Schichtdicke und die für sie geeignete Mindestfeinheit nicht.
Um hochwertige 3D-Drucke zu erstellen, muss man mehr über die Auflösung von 3D-Druckern erfahren und wissen, wie sie sich bei DLP-, SLA- und FDM-Druckern unterscheidet. In diesem Blogbeitrag werden Sie den Wert Ihres hochpräzisen 3D-Druckers unabhängig von dessen hohen Kosten.
Auflösung vs. minimale Strukturgröße
Seit vielen Jahrzehnten tobt in der Tech-Branche ein intensiver Kampf um die Auflösung. Fernsehhersteller haben die Pixelanzahl in letzter Zeit von HD auf 4K und nun auf 8K vervierfacht. Dieser „Auflösungskrieg“ entbrannte unmittelbar mit dem Aufkommen der digitalen Welt und wird so schnell nicht enden. Auch die Druckindustrie ist Teil dieses zentralen Wettstreits um die Auflösung.
Auflösung beim 3D-Druck
Die Auflösung eines 3D-Druckers bestimmt seine Fähigkeit, die Details in den drei Dimensionen des Druckmodells wiederzugeben. Um einen hochwertigen Druck zu erzielen, müssen Sie die beiden ebenen 2D-Dimensionen (X und Y) sowie die Z-Dimension berücksichtigen. Diese Dimensionen bilden zusammen ein 3D-Druckmodell. Die Auflösungen für die Z-Dimension und die ebenen Dimensionen unterscheiden sich, da sie durch unterschiedliche Mechanismen gesteuert werden. Daher müssen sie getrennt betrachtet werden. Diese Unterscheidung ist der Grund für die Verwirrung hinsichtlich der Auflösung beim 3D-Druck und der zu erwartenden Druckqualität.
Hochauflösender 3D-Druck – Die verschiedenen 3D-Druckverfahren
Der High-End-3D-Drucker produziert dreidimensionale Teile, die von zwei Faktoren beeinflusst werden: der Auflösung der Z-Achse (Schicht Höhe und Schichtdicke) und der minimalen Strukturgröße in der XY-Ebene. Die Auflösung der Z-Achse lässt sich leicht bestimmen und wird häufig angegeben, obwohl sie weniger Einfluss auf die Oberflächengüte und die Druckqualität hat. Die wesentlich wichtigere XY-Auflösung lässt sich nur durch mikroskopische Bildgebung messen. Daher ist sie in technischen Datenblättern nicht zu finden. Es ist ratsam, einen 3D-Drucker zu erwerben, der in allen drei Dimensionen einwandfrei arbeitet.
Laser-SLA- vs. DLP-3D-Drucker
3D-Drucker mit Harz, wie beispielsweise die LFS-, SLA- und DLP-Technologien, bieten die höchste Auflösung im 3D-Druck. Die Basiseinheit dieser Druckverfahren weist vielfältige Formen auf, was es schwierig macht, unterschiedliche Maschinen allein anhand numerischer Spezifikationen einander zuzuordnen. DLP-Drucker verfügen über ein im Verhältnis zum Bauvolumen schnelles und festes Matrix-Bildelement, während optische LFS- und SLA-Drucker den Laserstrahl auf jede beliebige XY-Koordinate fokussieren können. Das bedeutet, dass Laserdrucker mit hochwertiger Optik die Oberfläche eines 3D-Teils auch dann reproduzieren können, wenn die Laserspotgröße größer ist als die DLP-Pixelgröße.
Was Sie über die XY-Auflösung wissen sollten
Beim 3D-Druck hat kein anderer Faktor einen größeren Einfluss auf die Druckqualität als die XY-Auflösung. Der Begriff „XY-Auflösung“ wird im Druckbereich zwar selten verwendet, bestimmt jedoch die Qualität der Druckergebnisse, die 3D-Druck-Hobbyisten erzielen. Sie wird auch als horizontale Auflösung bezeichnet. Hier erfahren Sie, was Sie über diese Auflösung bei jedem High-End-3D-Drucker .
- FDM-3D-Drucker – Schon die kleinste Bewegung des Extruders reicht aus, um ein Druckmodell mit einer einzigen Schicht zu erstellen.
- SLA- und LFS-Drucker – Die XY-Auflösung dieser Drucker ergibt sich aus der Spotgröße des Lasers und steuert sowohl die Inkremente als auch die Welle.
- DLP-3D-Drucker – Umfasst die Größe der Bildelemente und das kleinste Detail, das der Projektor in einer einzelnen Schicht erzeugen kann.
Den Experten zufolge gilt: Je niedriger der Auflösungsbereich, desto höher ist die Detailgenauigkeit der 3D-Modelle. Allerdings werden die Auflösungswerte nicht in den technischen Daten angegeben, und wenn sie veröffentlicht werden, sind sie stets ungenau. Um den Wert der XY-Auflösung Ihres Druckers zu ermitteln, müssen Sie die dahinterstehenden technischen Zusammenhänge verstehen.
Die Z-Auflösung verstehen
Wenn Sie sich die technischen Datenblätter von 3D-Druckern ansehen, werden Sie feststellen, dass ein Wert besonders hervorsticht: die Z-Auflösung. Sie wird auch als Schichthöhe oder -dicke bezeichnet und ist die vertikale Auflösung, anhand derer sich die frühen 3D-Drucker voneinander unterschieden. In der Vergangenheit hatten 3D-Drucker Schwierigkeiten, die Grenze von einer metrischen Längeneinheit zu überwinden. Derzeit liegt die Schichtdicke bei FDM-3D-Druckern unter 0,1 mm, während SLA- und LFS-Drucker noch präziser arbeiten.
Sind dünnere Schichten beim 3D-Druck immer besser?
Dünnere Schichten führen zu zahlreichen Wiederholungen, was eine längere Druckdauer zur Folge hat. Eine hohe Anzahl an Wiederholungen verringert zudem die Erfolgsquote beim Drucken von 90 % auf 67 %, wenn unzählige Fehler auftreten. Mit fortgeschrittenen Kenntnissen lassen sich mit dünneren Schichten jedoch stets makellose 3D-Modelle herstellen. Daher eignet sich diese Methode am besten für erfahrene 3D-Druck-Hobbyisten. Wenn Sie sich noch mit dem 3D-Druck vertraut machen, sollten Sie eine niedrigere Auflösung (dicke Schichten) in Betracht ziehen, um qualitativ hochwertige Druckergebnisse zu erzielen.
Kurz gesagt: Ihre Kenntnisse im 3D-Druck und Ihre Erfahrung entscheiden darüber, ob dünnere Schichten für Sie eine geeignete Option sind. Als Anfänger sollten Sie dickere Schichten verwenden, um bessere 3D-Druckmodelle zu erzielen.