3D Druckqualität erhöhen: Reinigen mit Effizienz und Nachhaltigkeit –

Mit dem Fokus auf Resin – und Filament 3D Druck

Die Genauigkeit von 3D-gedruckten Bauteilen ist in vielen Branchen essenziell. Sei es in der Zahnmedizin, Automobilindustrie oder der Prototypenfertigung. Doch selbst der beste 3D Drucker kann keine einwandfreien Bauteile liefern, wenn die 3D Druck Reinigung weiterhin vernachlässigt wird. Um das neue Level der 3D Druckreinigung zu erreichen, spielt insbesondere die Wahl des optimalen Reinigers eine wichtige Rolle. Während überwiegend herkömmliche Lösemittel genutzt werden, stellt sich die Frage: Sind VOC-reduzierte wässerige Reiniger eine nachhaltige und effiziente Alternative?

Lösemittel (meistens Isopropylalkohol) vs. wasserbasierte Reiniger: Ein Vergleich

Während der 3D Druck Reinigung werden hauptsächlich zwei Arten von Reinigern verwendet:

–> Isopropylalkohol:

–> oder wässerige Reiniger:

Schaut man sich in einem Brennbarkeitstest bei Raumtemperatur das Brennverhalten der beiden Reiniger an, wird deutlich, dass das Lösemittel Isopropylalkohol leicht entzündlich ist. Wohingegen der wässerige Reiniger bei Raumtemperatur nicht entzündlich ist. Das liegt an dem unterschiedlichen VOC- Gehalt der beiden Reiniger. Das Lösemittel hat einen hohen VOC- Gehalt. Derweil ist der wässerige Reiniger VOC-reduziert . Doch…

..Was sind VOCs?

VOCs (flüchtige organische Verbindungen, gem. 31. BImSchV) zeichnen sich durch einen hohen Dampfdruck bzw. einen geringen Siedepunkt aus, deshalb setzten Lösemittel beriets bei Raumtemperatur viele Dämpfe frei. Diese Eigenschaft erhöht nicht nur das Brandrisiko, sondern beeinträchtigt auch die Luftqualität und den Arbeitsschutz.

Auf der Grundlage dieser Eigenschaften, wirken sich Reiniger mit hohem VOC-Gehalt negativ auf die Arbeitssicherheit und die Nachhaltigkeit aus, da sie bereits bei Raumtemperatur gesundheitsschädliche Dämpfe bilden und leicht entzündlich sind.

Inwiefern kann die Umstellung auf einen VOC-reduzierten Reiniger dementgegen Abhilfe schaffen?

Kurz gesagt, sorgt  die Umstellung auf VOC-reduzierte Reiniger für einen entscheidenden Schritt in Richtung sichererer Arbeitsplätze und umweltschonender 3D-Druckprozesse. Besonders im Resin- und Filamentdruck zeigt sich, wie moderne Reinigungsprozesse nicht nur die Arbeitssicherheit erhöhen, sondern auch maßgeblich zur Qualität der Bauteile beitragen.

Nachhaltige Produktionsprozesse im Resin- und Filamentdruck

Resin 3 D Druck Reinigung mit wässerigem Reiniger

Im Resin 3D Druck (Harzdruck) zeigt sich, wie effizient die Umstellung auf einen nachhaltigen Reiniger sein kann. Flüssiges Harz wird mithilfe eines Lasers, welcher in bestimmten Mustern fährt, Schicht für Schicht ausgehärtet und bildet das erwünschte Bauteil. Danach wird dieses Bauteil in einer Waschstation vorgereinigt, um überschüssiges Harz zu entfernen– ein Prozess, der große Mengen an Reinigungsmitteln erfordert.

VOC-reduzierter wässriger Reiniger, welcher die Sedimentierung unterstützt, bietet eine Lösung:

1. Das Waschbad wird genutzt, bis es verschmutzt ist.
2. Das verbrauchte Reinigungsmittel wird umgefüllt und stehen gelassen.
3. Harzrückstände setzen sich am Boden ab.
4. Eine UV-Lampe härtet das abgesetzte Harz aus, sodass es entfernt werden kann.
5. Der Reiniger kann erneut verwendet werden

Diese Methode minimiert umweltschädlichen Abfall und sorgt darüber hinaus für eine sicherere Arbeitsumgebung.

Nicht nur im Resin 3D Druck wirkt sich ein VOC-reduzierter Reiniger positiv auf den Arbeitsschutz und die Nachhaltigkeit aus. Auch im Filamentdruck ist dieser Reiniger von Vorteil.

Filament 3D Druck Reinigung: Stützmaterial auflösen mit wässerigem Reiniger

Im Filamentdruck werden des Öfteren komplexere Geometrien hergestellt, wie zum Beispiel eine Brückenstruktur. Damit diese Brückenstruktur nicht während des Druckprozesses absackt oder sich verzieht, wird ein Stützmaterial verwendet. Dieses Stützmaterial wird, genauso wie die Brückenstruktur, schichtweise aufgetragen und dient somit als temporäre Unterlage. Dadurch unterstützt es das erfolgreiche Drucken von Bauteilen mit „schwebenden“ Strukturen. Dieses Stützmaterial muss allerdings ebenso wieder entfernt werden, damit das ausgehärtete Bauteil am Ende verwendet werden kann.

In der Industrie werden Hauptsächlich entweder wasserlösliche oder laugenlösliche Stützmaterialien verwendet:

Laugenlösliches Stützmaterial

Um laugenlösliche Stützmaterialien aufzulösen werden verschiedene Verfahren eingesetzt. Das Tauchverfahren, im Ultraschallbad oder mit Hilfe einer 3D Waschstation. All diese Verfahren benötigen große Mengen an Lauge. Laugen haben einen sehr hohen pH-Wert und sind stark alkalisch. Aufgrund dessen kann die Lauge eine ätzende Wirkung auf die Proteine und Fette in der Haut und den Schleimhäuten haben. Da sie kennzeichnungspflichtig sind, müssen sie ebenso in sicheren Behältern aufbewahrt werden und abgesondert von Säuren stehen, da sie bei der Reaktion mit Säuren Gase bilden, welche leicht entflammbar sind. All diese Umstände, erschweren die Handhabung des Reinigers.

Dasselbe gilt jedoch nicht für die wasserlöslichen Stützmaterialien, da hier ein anderes Problem auftritt, welches die Effizienz des Auflösens von wasserlöslichen Stützmaterialien beeinträchtigt.

Wasserlösliches Stützmaterial

Häufig bekannt als PVA (Polyvinylalkohol), lässt sich dieses Stützmaterial in Wasser lösen. Dies klingt zunächst nach einer nachhaltigen Alternative zu Laugenlöslichen Stützmaterialien, doch auch hier gibt es einen großen Nachteil. Es kommt beim Auflösen von PVA häufig zum Verkleben des Stützmaterials im Wasserbad. Dies erschwert die optimale Reinigung und kann die Qualität des Bauteils beeinträchtigen.

Um die genannten Nachteile der Lauge und des Wassers zu beseitigen, wird also eine Alternative in der genauen Mitte der beiden Reiniger benötigt. Hier findet ein VOC-reduzierter, wässeriger Reiniger eine optimale Verwendung.

VOC-reduzierter wässriger Stützmaterialentferner, 3 Möglichkeiten, 3 nachhaltige Reinigungsverfahren:

1. Tauchverfahren:
   1. Überschüssiges Stützmaterial entfernen
   2. Den Reiniger unverdünnt in eine Box geben
   3. Bauteil bei Raumtemperatur über Nacht einwirken lassen
   4. Bauteil aus der Box nehmen und trockenwischen
   5. Anschließend mit Wasser abspülen
2. Ultraschallbad:
   1. Überschüssiges Stützmaterial entfernen
   2. Mit dem Reiniger (unverdünnt/ oder bis 20%) ein Ultraschallbad befüllen
   3. Temperatur auf Verträglichkeit des gedruckten Materials anpassen
   4. Auflösen des Stützmaterials in 5 bis 30 Minuten
   5. Anschließend mit Wasser abspülen
3. 3D Druck Waschstation:
   1. Überschüssiges Stützmaterial entfernen
   2. Mit dem Reiniger (unverdünnt/ oder bis 20%) die Waschstation befüllen
   3. Anwendungstemperatur auf die Materialverträglichkeit stellen
   4. Auflösen des Stützmaterials in 10 Minuten bis 1 ½ Stunden
   5. Anschließend mit Wasser abspülen

Zwischenfazit =

Abschließend wird deutlich, dass herkömmliche Methoden mit Laugen oder Wasser oft zu verklebten Rückständen, gesundheitlichen Risiken und aufwendigen Lagerbedingungen führen. Hier bietet ein kennzeichnungsfreier und VOC-reduzierter Reiniger eine qualitative sowie zeitgleich nachhaltige Alternative. Dieser Reiniger vereint die Kompatibilität mit diversen laugen- und wasserlöslichen Stützmaterialien mit der Möglichkeit, selbst in explosionsgefährdeten Bereichen (EX-Zonen) sicher gelagert zu werden – ein entscheidender Vorteil, der sowohl die Arbeitssicherheit als auch die Lagereffizienz und Qualität der 3D Druck Nachbearbeitung deutlich steigert. Somit werden Sicherheit und Vertrauen in einem Reiniger vereint.

Sicherheit und Vertrauen: Warum VOC-reduzierte 3D Druck Reiniger und Haftmittel die Zukunft sind

Der 3D Druckmarkt entwickelt sich stetig weiter. Ferner gewinnen nachhaltige Reinigungsverfahren an Bedeutung. Durch die Substitution von Gefahrstoffen, wird die Einhaltung der Gefahrenstoffverordnung erleichtert.

Vorteile der Gefahrenstoffsubstitution eines 3D Druck Reinigers:

• Kosteneinsparung beim Transport: Keine Gefahrgutkennzeichnung erforderlich, Fahrer brauchen keine Sicherheitsschulung, geringes Brand- und Explosionsrisiko
• Einfache Lagerung: weniger strenge Aufbewahrungsrichtlinien gemäß TRGS (Technische Regeln für Gefahrstoffe),
• Arbeitsschutz: Verringerung von Ausfallzeiten, durch den minimierten Kontakt mit Gefahrenstoffen
• Unterstützung bei Erfüllung der UN-Nachhaltigkeitsziele (3,8,9 und 12)

Das „STOP-Prinzip“

Grundsätzlich gilt laut der BGW (Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege) der allgemeine Grundsatz des „STOP-Prinzips“ bei der Gefahrenverhütung:

Das STOP-Prinzip beschreibt die Rangfolge von Schutzmaßnahmen. Diese Rangfolge hat der Arbeitgeber bei der Festlegung und Anwendung von Schutzmaßnahmen zu beachten.

Am Anfang der Rangfolge steht die „Substitution der Gefahrenstoffe und Methoden“. Um diese Schutzmaßnahmen zu verbessern und nach dem STOP-Prinzip zu arbeiten, sollen sicherere Arbeitsprozesse umgesetzt werden sowie Gefahrenstoffe reduziert werden. Des weiteren ist die Fehlervermeidung ein bedeutender Schritt zu sichereren Arbeitsprozessen.

Anwendungsleitfaden: Nachhaltige 3D Druck Reinigung

So lässt sich die Druckqualität, durch einen nachhaltigen Reinigungsprozess, dauerhaft sichern:

Resin 3D Druck:

1. Bauteil aus dem 3D Drucker lösen
2. Bauteil abtropfen lassen und in der Waschstation mit VOC-Reduziertem Reiniger abspülen
3. Das Bauteil unter der UV-Lampe aushärten lassen
4. Mit VOC-reduziertem Reiniger besprühen und abwischen

Filament 3D Druck:

1. Druckfläche mit VOC-reduziertem Reiniger säubern und trockenwischen
2. Haftmittel auftragen, um „Warping“ zu vermeiden
3. Fläche nach dem Druck erneut reinigen, um Haftmittelreste zu entfernen
4. Bauteil mit löslichem Stützmaterial in ein Bad mit wasserbasiertem Reiniger legen und ablösen lassen

Fazit

Die Genauigkeit der Bauteile, sei es in Bereichen der Zahnmedizin oder der Automobilbranche, ist der Schlüssel zu besseren Druckergebnissen. Eine optimierte 3D Druck Reinigung sorgt nicht nur für bessere Druckergebnisse, sondern spart auch Zeit und Ressourcen. Dies ist auch nachhaltig möglich, ohne die Effizienz zu beeinträchtigen. Der Mitarbeiter- und Umweltschutz wird ebenso durch den Einsatz von VOC-reduzierten Reinigern gestärkt.

Eine passende Alternative für Unternehmen, die sowohl ihre Umweltbilanz verbessern wollen, als auch ihre Produktionsprozesse im 3D Druck zukunftssicher optimieren möchten.

Benötigen Sie Hilfe, um Ihre Arbeitsumgebung sicherer und nachhaltiger zu gestalten? Kontaktieren Sie uns gerne. Wir unterstützen Sie bei der Umsetzung der erforderlichen Maßnahmen!

Summary

Article Name

3D Druck Reinigung - Das neue Level

Description

3D Druck Reinigung: Präzision und Langlebigkeit von Harz oder Filament Bauteilen steigern – ideal für Zahnmedizin, Prototypen und Co. Neue Methoden um den 3D Druckprozess zu verbessern und effizient zu gestallten.

Author

Thalia Schiedeck

Publisher Name

Bio-Circle Surface Technology GmbH

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