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Longer Orange 10 DLP Lithographie 3D Drucker

Das Video zum Longer Orange 10


Mit dem Kauf bei meinem Sponsor Gearbest unterstützt ihr meine Projekte.
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Dem Drucker liegen nur 250ml Harz bei, mehr davon gibt's ebenfalls bei Gearbest. Achtet darauf, dass das Harz für 405nm UV-Licht ausgelegt sein muss.


Das Druckverfahren

Longer Orange 10 LCD Display Belichtungsmaske
Abbildung 1:
Der Longer Orange 10 verwendet ein Druckverfahren, bei dem lichtempfindliches Harz Schicht für Schicht ausgehärtet wird. Die Maske für selektives Belichten der einzelnen Lagen wird dabei von einem LCD-Bildschirm erzeugt. An den unbelichteten Stellen in der jeweiligen Lage bleibt das Harz flüssig, dort wo UV-Licht auf das Harz trifft, verfestigt sich dieses. Ist das Harz ausreichend hart, so hebt ein Schrittmotor das zu druckende Objekt um die eingestellte Schichtstärke an und die Belichtungsmaske der nächsten Schicht wird von dem Display generiert. Die Auflösung des Displays beträgt 854 x 480 Pixel und dieses ist 98 x 55mm groß. Somit erhalten wir etwa 8.7 Punkte pro mm entsprechend 222 Punkte pro Inch oder anders herum: Ein Punkt ist etwa 115μm groß. Das ultraviolette Licht wird von einer darunterliegenden Matrix aus 4 x 7 also insgesamt 28 LEDs erzeugt.
Longer Orange 10 Erster Druck
Abbildung 2:
Der Orange 10 verwendet Licht mit einer Wellenlänge von 405nm, was im ultravioletten Bereich liegt. Die Polymerisationsreaktion des verwendeten Harzes muss bei dieser Wellenlänge beschleunigt ablaufen - Harz und Drucker müssen aufeinander abgestimmt sein. Während eines Druckes wächst somit das Objekt Schicht um Schicht und taucht dabei aus dem flüssigen Harz auf. Wie zu sehen, wird das Druckobjekt kopfüber gefertigt.
Longer Orange 10 Alkohol Bad
Abbildung 3:
Ist der Druck abgeschlossen, so muss das Objekt noch nachbehandelt werden. Nach dem Entfernen vom Druckbett muss zunächst überschüssiges Harz abgespült werden. Ich verwende dazu Brennspiritus aus dem Baumarkt - in Wasser ist das Harz nahezu unlöslich.
Nach dem Eintauchen in Alkohol sollte der Rest mit Wasser abgespült werden. Wer's ganz gründlich machen möchte, verwendet ein Ultraschallbad mit Spiritus oder einem anderen geeigneten Lösemittel.
Longer Orange 10 UV-Box
Abbildung 4:
Das gedruckte Objekt ist noch recht weich - um das Harz vollständig aushärten zu lassen, wird ultraviolettes Licht benötigt. Im einfachsten Fall stellt man das Objekt dazu in Sonnenlicht - ich habe zu diesem Zweck eine mit 75 UV-Leuchtdioden bestückte Box angefertigt. Die Vorteile hiervon sind, dass man unabhängig von der Wetterlage und Tageszeit arbeiten kann, sowie dass das Aushärten unter kontrollierten Bedingungen stattfindet. Der Wassertank hält Sauerstoff von dem zu härtenden Harz weitgehend fern, womit verhindert wird, dass die Oberfläche klebrig bleibt. Nach etwa 3 Stunden ist der Druck vollständig ausgehärtet - die von mir verwendeten UV-Dioden sind nicht sehr leistungsstark.
Die erste Lage aus Frischhaltefolie dient zur elektrischen Isolation.
Die zweite Lage aus Alufolie schottet das UV-Licht nach außen ab und reflektiert dieses im Innern.
Die dritte Lage ist wiederum aus Frischhaltefolie und stabilisiert die Konstruktion.
Longer Orange 10 Reinigungsmittel
Abbildung 5:
Nach dem Drucken gilt es, das Gerät wieder zu säubern, was zumindest bei mir im ersten Anlauf nicht ganz so sauber geklappt hat, wie in dem Demo-Video des Herstellers - Routine hilft dabei die Sauerei in Grenzen zu halten. Die Reinigungsmittel gehen in die Ökobilanz mit ein.

Das Gerät

Longer Orange 10 3D Drucker
Abbildung 6:
Geliefert wird der Orange 10 fast vollständig montiert mit sauber verpackten Komponenten. Lediglich die orangefarbene Abdeckung muss aus 5 Teilen zusammengebaut werden. Die Scheiben werden dabei durch elastische Bänder zusammengehalten.
Das maximal mögliche Druckvolumen beträgt 98 x 55 x 140mm und ist somit für eher kleine Projekte geeignet. Als Vorteil ergibt sich ein sehr kompaktes Gerät mit einer Standfläche von nur 17 x 17cm bei einer Höhe von 36cm.
Longer Orange 10 Elektronik
Abbildung 7:
Die Elektronik ist in einem sehr stabilen und reparaturfreundlichen Metallgehäuse untergebracht. Nach dem Lösen von 12 Schrauben können die drei Seitenteile abgenommen werden, womit alle Komponenten frei zugänglich sind.
Longer Orange 10 Hauptplatine
Abbildung 8:
Die Stecker auf der Hauptplatine sind mit Sicherungslack versehen und die Kabel sind sauber verlegt.
Longer Orange 10 Netzteil
Abbildung 9:
Das 60W Netzteil, welches 12V Gleichspannung bei bis zu 5A liefert, ist elektrisch gut isoliert und erwärmt sich im Betrieb nur sehr gering, was für einen guten Wirkungsgrad spricht.
Druckdaten werden von einer Micro-SD Karte in einem leider nicht offenen Format gelesen.
Longer Orange 10 Mechanik Z-Achse
Abbildung 10:
Nach dem Einschalten erscheint das Druckermenü auf dem 2.8 Zoll Touchscreen an der Vorderseite des Gerätes, das beim Bedienen häufiger mal einen zweiten oder dritten Versuch benötigt, um auf Eingaben zu reagieren. Der Lüfter ist deutlich zu hören und da dieser nicht temperaturgeregelt ist, bleibt die Geräuschkulisse bestehen.
Longer Orange 10 Mechanik Z-Achse
Abbildung 11:
Die Z-Achse ist über eine lineare Führungsschiene aus Stahl gelagert und wird über eine Spindel angetrieben. Das ist der einzige bewegliche Teil der Mechanik dieses Druckertyps.

Beispieldrucke

Longer Orange 10 Beispieldruck Bracket
Abbildung 12:
Beispieldruck "Bracket"
Schichtstärke: 0.05mm.
Abmessungen: 58x35x20.2mm
Druckzeit: 90 Minuten
Die ersten Lagen werden mit einer längeren Belichtungszeit gedruckt, damit das Harz gut an der Arbeitsplatte haftet. Bedingt durch Reflexionen des UV-Lichts an der Alu-Oberfläche härtet das Harz deutlich über die Belichtungsmaske hinaus aus und es bildet sich ein dünner Saum rund um die Grundfläche des Druckes. Ferner verschwinden feine Strukturen in den ersten Lagen - die 3mm-Öffnungen des Testdruckes sind komplett verschlossen - diese Schicht ist allerdings nur sehr dünn und einfach zu entfernen.
Longer Orange 10 Beispieldruck Bracket
Abbildung 13:
Die feine Gitterstruktur des Testdruckes ist sehr glatt, die einzelnen Lagen sind erst bei sehr genauem Hinsehen auszumachen.
Longer Orange 10 Beispieldruck Rover Chassis
Abbildung 14:
Beispieldruck "Rover Chassis"
Schichtstärke: 0.05mm.
Abmessungen: 55x41x67.5mm
Druckzeit: 9 Stunden
Insgesamt ergeben sich durch die Schichtstärke von nur 50 Mikrometer sehr glatte Oberflächen. Die Qualität der Bauteile ist sehr gut, die beiden Hälften des Roboter-Chassis passen bündig aufeinander.
Longer Orange 10 Beispieldruck Rover Chassis
Abbildung 15:
An der Verbindungsstelle ist kein großer Luftspalt zu sehen und die Wände verlaufen hier ohne einen Knick - das Harz verwindet sich beim Drucken nur unmerklich.
Das Chassis ist auf diesem Bild verklebt, die Befestigungslöcher an der Vorderseite sind aufgebohrt und die Oberflächen wurden mit Sandpapier verschliffen.
Longer Orange 10 Beispieldruck Räder
Abbildung 16:
Beispieldruck "Rover Räder"
Schichtstärke: 0.05mm.
Abmessungen: 43x43x18mm
Druckzeit: 90 Minuten
Auch die geneigten Oberflächen der Räder sind recht glatt, die einzelnen Schichten nur bei sehr genauem Hinsehen auszumachen. Die spitzen Überhänge des gezahnten Antriebsrades wurden sehr sauber gedruckt. Die Aussparung für die Motorachse musste ich im CAD-Modell etwas vergrößern - Das Harz schrumpft beim Aushärten.
Longer Orange 10 Beispieldruck Kamerahalter
Abbildung 17:
Beispieldruck "Raspberry Pi Kamerahalter"
Schichtstärke: 0.05mm.
Abmessungen: 67x45x52mm
Druckzeit: 3 Stunden

Longer Orange 10 Beispieldruck Kettenglied
Abbildung 18:
Beispieldruck "Kettenglied"
Schichtstärke: 0.05mm.
Abmessungen: 20x26x9mm
Druckzeit: 60 Minuten
Die mit 20x26x9mm sehr kleinen Kettenglieder habe ich zum Vergleich mit meinem Ender aus PLA mit einer 0.2mm Düse und einer Schichtstärke von 0.05mm gedruckt. Der Druck aus dem Orange 10 sieht etwas sauberer aus, einziges Manko ist die Brüchigkeit des ausgehärteten Harzes: Die Glieder lassen sich nicht zu einer Kette zusammenfügen, wie es beim Produkt aus dem Filamentdrucker der Fall ist.



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