Als Musikliebhaber und Schallplattensammler habe ich mich von den mit Flüssigkeit gefüllten Vinyls inspirieren lassen und mich gefragt, wie man mit einem 3D-Drucker einen ähnlichen Effekt erzielen kann. Transparent, wasserdicht und chemikalienbeständig zugleich – das scheint keine leichte Aufgabe zu sein und die richtige Materialwahl ist wichtiger denn je.
Ich begann, die verfügbaren Materialien zu durchsuchen. Als Kriterien wählte ich höchstmögliche Transparenz, leichte Bedruckbarkeit (geringes Verziehen) und dauerhafte Beständigkeit gegen Öle und Isoprophylalkohol. Dank Formfutura hatte ich die Möglichkeit, ihr Co-Polyester HDglass™ auszuprobieren.
Ich wünschte wirklich, ich könnte Schallplatten drucken (und mir sind viele verrückte Ideen in den Sinn gekommen, darunter auch 3D-Schallplatten), aber die Möglichkeiten unserer Maschinen sind bei weitem zu begrenzt, um mit diesen winzigen Rillen fertig zu werden. Stattdessen beschloss ich, vier ausgefallene Designs zu entwerfen: eine Maske, eine Abdeckung für einen tragbaren Verstärker, ein Virtual-Reality-Headset und eine maßgeschneiderte Plattenhülle. Und natürlich sind sie alle mit bunten Flüssigkeiten gefüllt.
Am Anfang ging ich zu Allgemeine chemische Beständigkeitstabelle um die Eignung des Materials zu prüfen. HDglass™ ist ein Co-Polyester und ich habe ähnliche Eigenschaften wie PET erwartet. Um die Theorie zu beweisen, habe ich eine kleine Vase bedruckt und über Nacht in Alkohol eingelegt. Der Druck wies keinerlei Anzeichen von Degradation auf und war völlig wasserdicht. Aber es war eine triviale Vase, und ich hatte vor, etwas komplexere Formen zu drucken. Hat mein “wasserdichtes System” der Herausforderung standgehalten?
Zunächst einmal habe ich gelernt, dass der Spiral-/Vasenmodus die erste Option ist, die man einschalten muss, wenn man eine perfekte Dichtigkeit wünscht. Die meisten Lecks entstehen durch den Wechsel von Schichten, was durch eine Erhöhung der Anzahl von Perimetern bekämpft werden könnte, allerdings auf Kosten der Transparenz. Der Spiralmodus ist wirklich gut, bis auf ein kleines Problem: Ein Modell kann nicht gegabelt werden. Wenn das Modell grob U-förmig ist oder noch schlimmer mit Löchern, kann es nicht aus einer einzigen Extrusion erstellt werden – die Slicing-Software schaltet automatisch den Spiral-/Vasenmodus aus und wechselt zurück in den Ebenenmodus. Das passierte bei einer Faun-Maske, aber immer noch viel besser mit als ohne.
Ein weiterer Parameter, den es zu optimieren gilt, ist der Extrusionsmultiplikator, der im Vergleich zu “normalen” Drucken ohne flüssigkeitsführenden Zweck ein wenig erhöht werden sollte. Ich mache das manuell während des Drucks auf den ersten drei Schichten und bei steilen Hängen. Überraschenderweise waren die Überhänge besser als die Neigungen. Auf meiner Maschine können (wasserdicht) 35° Überhänge und nur 45° Schrägen gedruckt werden. Die Extrusion sollte dick sein, ich habe 0,9 bis 1 mm Umfangsdicke und 0,3 bis 0,4 Schichthöhe verwendet. Höhere Höhen erhöhen die Drucktransparenz. Die von mir verwendeten Einstellungen stehen unten auf der Seite zum Download bereit.
Für eine bessere Haftung des Drucks auf dem Bett habe ich eine 10 mm breite Krempe verwendet, manchmal mit PVA-Klebeschicht, manchmal mit einfachem Keptan-Klebeband. Ich muss zugeben, dass ich beim Drucken der CD-Hülle in einem Stück versagt habe. Trotz der gut beherrschten HDglass™-Schrumpfung war die Modellform zu schwierig – lange parallele Durchgänge machten den Druck wellig. Deshalb habe ich mich entschlossen, nur Buchstaben zu drucken und sie auf ein Standard-Jewelcase zu kleben.
Keiner der Abzüge war wirklich wasserdicht. Früher habe ich wasserdichte Behälter und Vasen gedruckt, aber jetzt musste ich mich mit anspruchsvolleren Geometrien befassen. Mit der heutigen Slicing-Software ist es äußerst schwierig, wasserdichte Schalen in einem Winkel von mehr als 45° zu drucken, und buchstäblich unmöglich, Brücken und Kuppeln zu umschließen. Kleinere Lecks können leicht mit Epoxidharz abgedichtet werden, aber was ist mit den unangenehmen Löchern in den horizontalen Wänden? Ich habe kleine Glasfaserreste mit Epoxidharz laminiert. Wenn man es richtig macht, sollte es unsichtbar sein.
Kommen wir nun zu den Flüssigkeiten. Was genau in den Vinyls steckt, ist ein Geheimnis, aber ich habe mir einige schöne Anleitungen über DIY-Lavalampen und fluoreszierende Flüssigkeiten . Zuerst wollte ich alle Drucke mit zwei Fraktionen (Farben) füllen, die schön ineinander verlaufen… Die Realität zeigt, dass das Paraffin, das ich als zweite Fraktion gewählt habe, zu zähflüssig ist und sich zu langsam bewegt, um einen guten Effekt zu erzielen, und so habe ich am Ende nur einen Druck auf diese Weise gefüllt: Altergaze VR-Headset benutzerdefinierte Frontplatte. Es war die einzige Methode, um den “Lava-Effekt” zu erzielen, und sie heißt LAVA-Brille! Die Beschleunigung der Flüssigkeitsbewegung ist eine weitere Aktivität für die kommenden langen Winterabende.
Alles in allem habe ich Wasser, Isopropylalkohol und Paraffin verwendet. Ihre Dichten sehen wie folgt aus:
WASSER > PARAFFIN > ISOPROPYLALKOHOL
Das bedeutet, dass Paraffin auf Wasser schwimmt, aber in Alkohol sinkt, und irgendwo dazwischen hängt, wenn Wasser und Alkohol im richtigen Verhältnis gemischt werden.
LAVA Schutzbrille
Ich habe die Abdrücke mit Hilfe einer Spritze durch das gebohrte Loch eingefüllt. Dann stopfte ich das Loch mit einem kleinen Stück 1,75er Filament, schnitt es aus und strich es mit Epoxy ein, was zu einem wasserdichten Druck mit fluoreszierender Flüssigkeit im Inneren führte.
Flüssigkeitsgefülltes AMP-Gehäuse
All dies sind Versuchsreihen, an denen ich noch arbeite, aber ich freue mich, meine Fortschritte mit Ihnen zu teilen. Es ist nicht schwer, sich weitere praktische Anwendungen der vorgestellten Methode vorzustellen. Ich gebe die Entwürfe weiter und stelle bewährte Setups für Slic3r und Cura zur Verfügung.
Cura Profil HDglass Vasenmodus
Konfiguration der Verstärkerabdeckung
Screenshots der Slic3r-Einstellungen (zum Vergrößern anklicken):
Vielen Dank für die Lektüre und wenn Sie Fragen haben, können Sie uns gerne unten einen Kommentar schreiben!
Credits:
Originalmodell des tanzenden Fauns von Pompeji von CosmoWenman
Original Altergaze-Headset von Altergaze
Original U.F.Orb-Kunstwerk von The Designers Republic
Über den Autor:
Bart Gaczorek – polnischer Konstrukteur/Designer, der bei PLM Solutions arbeitet und sich in seiner Freizeit für die Überprüfung der Grenzen des 3D-Drucks interessiert.
