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Jun 21, 2023

Formlabs Form 3+ Testbericht

Der Formlabs Form 3+ ist ein 3D-Drucker für Stereolithographie (SLA).

Der Formlabs Form 3+ ist ein Stereolithographie (SLA) 3D-Drucker für Profis. Formlabs beschreibt den Form 3+ (ab 2.499 US-Dollar; 4.249 US-Dollar im Test) als einen Desktop-3D-Drucker in Industriequalität, der sich besonders gut für die schnelle Prototypenerstellung durch Produktdesigner sowie für die Teilefertigung eignet. Tatsächlich ist es in der Lage, hochwertige Teile zu drucken, und das von uns getestete Komplettpaket bietet eine vollständige 3D-Drucklösung (außer Harz und Schleifpapier). Möglicherweise stellen Sie jedoch fest, dass die Beherrschung des Form 3+ eine beträchtliche Lernkurve erfordert. Der Kundenservice von Formlabs ist jedoch reaktionsschnell und hilft bei der Lösung auftretender Probleme, was bedeutet, dass der Form 3+ ein leistungsstarkes und zuverlässiges Werkzeug für Ihren Arbeitsplatz sein kann.

Ich bin Formlabs zum ersten Mal vor mehr als einem Jahrzehnt auf der World Maker Faire New York begegnet, als der erste 3D-Drucker des Unternehmens, der Form 1, im Crowdfunding war. Ich erinnere mich an einen Vertreter, der mir ein 3D-gedrucktes Schachspiel zeigte, das auf dem Form 1 hergestellt wurde; Die Druckqualität der Stücke war beeindruckend, insbesondere im Vergleich zu dem rauen Aussehen der Drucke vieler der damals typischen Drucker, die überwiegend auf Filamentbasis arbeiteten. Mir kam es so vor, als hätte Formlabs etwas Besonderes auf der Spur, und der Form 1+ war einer der ersten 3D-Drucker – und der erste SLA-Drucker –, den ich getestet habe. Meine Erfahrung damit überzeugte mich von den Versprechen der Stereolithographie in Bezug auf Druckqualität und Auflösung und zeigte mir gleichzeitig die vielen Herausforderungen dieser Methode auf.

Die Stereolithographie war die erste 3D-Drucktechnologie, die entwickelt wurde. In einem SLA-Drucker strahlt ein ultravioletter Laser in einen Behälter mit UV-härtbarem flüssigem Harz, zeichnet einen Querschnitt des zu druckenden Objekts auf dem Harz nach und härtet (verfestigt) dabei das Harz Schicht für Schicht, bis es das Harz bildet gedrucktes Modell. Eine durchscheinende (aber für ultraviolettes Licht undurchsichtige) orangefarbene Haube bedeckt den Form 3+ und verhindert, dass das Harz versehentlich durch nennenswerte Sonneneinstrahlung aushärtet. (Man kann die Abdeckung kurz öffnen, um beispielsweise die Bauplatte zu entfernen oder anzubringen, ohne dass es offensichtlich zu negativen Auswirkungen auf das Harz kommt.)

Im Vergleich zu filamentbasierten Druckern – auch bekannt als Fused Filament Fabrication (FFF) oder Fused Deposition Modeling (FDM)-Drucker – ist der Druckprozess für SLA-Modelle umgekehrt. Die Bauplatte – die Oberfläche, an der das zu druckende Objekt während des Druckvorgangs haftet – hängt kopfüber an einem Arm über dem Harztank, in den sie beim Drucken jeder Schicht immer wieder eingetaucht wird.

Während Formlabs Form 1+ und Form 2 herkömmliche SLA-Drucker sind, verwenden Drucker der Form 3-Serie – einschließlich Form 3, Form 3+, Form 3B und Form 3BL (die beiden letztgenannten sind auf die Gesundheitsbranche ausgerichtet) – niedrige Kraftstereolithographie (LFS). Laut Formlabs ist LFS eine SLA-Variante, die die während des Druckvorgangs auf Teile ausgeübten Kräfte drastisch reduziert. Dies geschieht durch die Kombination eines flexiblen Harztanks mit einer verbesserten Lichtverarbeitungseinheit (LPU), in der der Laserstrahl erzeugt wird. LFS soll glatte Teile mit feinen Details und scharfen Spitzen produzieren.

Zusätzlich zum Drucker und der Bauplatte enthält der Form 3+ ein Finishing-Kit mit zwei kleinen Tanks zum Eintauchen von Drucken sowie Werkzeugen und Nitrilhandschuhen für den Umgang mit Harz und Isopropylalkohol (IPA). Das ist alles, was im Basispaket zu finden ist, während unser Testgerät das Komplettpaket ist, das Wasch- und Härtungseinheiten hinzufügt (die Formlabs als Form Wash und Form Cure bezeichnet). Formlabs verkauft das Komplettpaket direkt für 4.249 US-Dollar. Sie sollten sich jedoch bei Ihrem bevorzugten 3D-Druckanbieter erkundigen, ob ein niedrigerer ausgehandelter Preis verfügbar ist.

Wenn ein Druck abgeschlossen ist, fährt die Bauplatte an die Oberseite des Druckers, und die Bauplatte mit dem daran befestigten Objekt kann entriegelt und in einen Halter oben am Form Wash gelegt werden, der etwa zwei Gallonen IPA fasst. Alternativ können Sie für den Waschvorgang einen bereits von der Bauplatte entfernten Gegenstand in den Drahtkorb legen, wie im Foto unten gezeigt. Sowohl der Drucker (bei aufgesetzter Haube) als auch der Form Wash (im geschlossenen Zustand) sind gut abgedichtet, sodass ich während des Druckvorgangs kaum Dämpfe vom Harz oder Alkohol bemerkt habe.

Sobald die Oberseite des Form Wash geschlossen ist und der Benutzer den Waschvorgang durch Drücken einer Taste an der Unterseite startet, rührt die Maschine den Alkohol um und spült das Objekt ab. Wenn der 20-minütige Spülzyklus abgeschlossen ist, kann der Benutzer das Objekt entfernen und in den Form Cure legen. Das Gerät erhitzt das Objekt auf 140 Grad Fahrenheit und härtet es dann mit UV-Licht aus, ein Vorgang, der etwa eine Stunde dauert.

Die Einrichtung des Form 3+ ist zumindest im Prinzip einfach. Sie befestigen die Bauplatte an ihrem Arm, indem Sie einen Hebel nach oben ziehen, die Platte an ihren Platz schieben und dann den Hebel herunterdrücken. Anschließend schließen Sie den Drucker an und schalten ihn ein. Tippen Sie anschließend oben links auf dem LCD-Bildschirm auf das Druckersymbol. Daraufhin wird ein Diagramm des Druckers angezeigt, das den Status der Harzkartusche, der Bauplattform und des Harztanks anzeigt.

Der Harztank wird in einer Schale mit einem Deckel geliefert, der aus demselben UV-undurchlässigen orangefarbenen Polymer besteht wie die Haube des Druckers. Um es zu installieren, öffnen Sie die Haube, nehmen den Tank aus seiner Halterung und nehmen den Deckel ab. Anschließend setzen Sie die Halterung in den unteren Teil des Druckers ein und schieben sie nach hinten, bis sie einrastet. Anschließend setzen Sie den Mischstab (der das Harz rührt) auf seinem Schlitten am linken Rand des Tanks ab.

Zum Schluss nehmen Sie eine Harzkartusche, stecken sie in den Kartuschenbehälter auf der Rückseite des Druckers und öffnen das obere Ventil, indem Sie es nach unten drücken (wie Sie es mit dem Drückventil von Shampooflaschen tun würden). Wenn alles in Ordnung ist, leuchten Kartusche, Plattform und Tank auf dem LCD-Bildschirm blau.

Der Form 3+ kann über USB direkt mit einem Computer oder über ein Netzwerk über WLAN oder Ethernet verbunden werden. Ich habe alle Testdrucke von meinem Computer aus über WLAN durchgeführt. Um den Drucker mit WLAN zu verbinden, identifizieren Sie Ihr Netzwerk (dasselbe, in dem sich Ihr Computer befindet) aus der Liste der verfügbaren Netzwerke, auf die über die Einstellungen des Druckers zugegriffen werden kann, und geben das zugehörige Passwort ein, das gespeichert wird.

Um ein Objekt für den Druck vorzubereiten, öffnen Sie es in PreForm, der 3D-Drucksoftware des Unternehmens, die kostenlos heruntergeladen werden kann. Die Funktionsweise ähnelt Ultimaker Cura und anderen 3D-Druckprogrammen, die Sie möglicherweise verwendet haben. Sie laden eine Datei (im STL- oder OBJ-Format) und das Objekt wird im virtuellen Build-Bereich auf dem Bildschirm gerendert. Sie können es verschieben, in der Größe ändern und duplizieren; seine Ausrichtung ändern; und identifizierte Probleme automatisch beheben.

Möglicherweise werden Sie aufgefordert, Stützen hinzuzufügen, um das Objekt während des Druckens stabil und wohlgeformt zu halten. Sie können am unteren Rand des Drucks ein komplettes Raft oder Mini-Rafts um jede Stütze herum anbringen. Sie können auf das Menü „Job-Setup“ klicken, um den Drucker auszuwählen und sicherzustellen, dass Harztyp, Auflösung und andere Einstellungen korrekt sind. Wenn Sie davon überzeugt sind, dass alles in Ordnung ist, tippen Sie auf das Druckersymbol im vertikalen Menü am linken Bildschirmrand, um den Ausdruck an den Drucker zu senden und ihn dann zu starten.

Zumindest funktioniert der Drucker theoretisch so. Meiner Erfahrung nach tauchten unterwegs verschiedene Probleme auf. Zunächst einmal erkannte das Fach die Patrone nicht und umgekehrt. Ich schickte eine E-Mail an unseren Formlabs-Kontakt, der mir mitteilte, dass unser Testgerät mit einem einjährigen Servicevertrag ausgestattet ist, der eine 45-minütige Einführung durch einen Vertreter in den Form 3+ beinhaltet. Deshalb habe ich die Einführung genutzt, die hilfreich war – ich bekam nicht nur einen guten Überblick, sondern konnte auch verschiedene Fragen zum Drucker stellen.

Ich habe auch zwei Anrufe bei der Service-Hotline des Unternehmens getätigt, die ebenfalls hilfreich waren. Was beispielsweise die scheinbare Inkompatibilität zwischen Kartusche und Tank angeht, habe ich festgestellt, dass ein Tank mit der Kartusche gekoppelt wird, mit der er zuerst verwendet wurde (obwohl er umprogrammiert werden kann). Dies ist insofern sinnvoll, als Sie nicht versehentlich Harzarten vermischen möchten, es gilt jedoch bereits, bevor Harz in den Tank gegossen wurde. Erschwerend kommt hinzu, dass der Tank und die Patrone jeweils eine elektrische Verbindung mit dem Drucker herstellen müssen, und insbesondere die Tankverbindung erwies sich als problematisch; Es bedurfte mehrerer Versuche, bis es richtig saß, und etwas mehr Kraft, als ich aufgewendet hätte, wenn mir nicht gesagt worden wäre, dass es notwendig sein könnte.

Ein weiteres Problem bestand darin, den Tank während des Vorbereitungsvorgangs zur Vorbereitung des ersten Drucks zum Füllen zu bringen. Mir wurde gesagt, dass ich viel Zeit sparen würde, wenn ich manuell etwas Harz in den Tank schütten würde, nachdem ich die Kartusche aus ihrem Schacht auf der Rückseite des Druckers entfernt habe und sobald das Harz einen bestimmten Füllstand erreicht hätte, die Kartusche wieder einsetzen würde. Obwohl ich dies tat, floss das Harz immer noch nicht aus der neu eingesetzten Kartusche. Nach einem weiteren Anruf bei der Hotline schüttelte ich die Kartusche (stärker als bei der Ersteinrichtung), betätigte ein Ventil an der Unterseite der Kartusche und rührte das Harz (mit einem Essstäbchen). Jetzt füllte sich der Tank, aber sehr langsam. Ich fand heraus, dass es schwierig war, mit diesem speziellen 10K-Rigid-Harz zu arbeiten, da es Glaspartikel enthält, die seine Steifigkeit verbessern, aber auch seine Viskosität erhöhen. Ich schüttelte und rührte den Tank erneut und drückte das Bodenventil, und dieses Mal konnte ich damit drucken. Ich bin bald (mit einem anderen Tank) auf das Fassharz umgestiegen.

Formlabs verkauft für den Form 3+ eine Vielzahl von Harzen in Literflaschen, deren Preis zwischen 149 und 299 US-Dollar liegt. (Andere Harze, beispielsweise biomedizinische, sind für diesen Drucker nicht geeignet.) Die Auswahl der für Ihre Arbeit geeigneten Harze ist eine Aufgabe, über die Sie sich informieren und vor dem Kauf möglicherweise mit einem Unternehmensvertreter sprechen sollten.

Ein weiteres Problem, auf das ich stieß, war die Schwierigkeit, fertige Drucke von der Bauplatte zu entfernen, selbst wenn ich versuchte, sie mit dem mitgelieferten Schabewerkzeug aufzuhebeln. In den Online-Hilferessourcen von Formlabs habe ich einige Hinweise gefunden, um das Entfernen von Objekten von der Bauplatte zu erleichtern – ironischerweise standen sowohl das Erhitzen als auch das Kühlen des Objekts und der Bauplatte auf der Liste. Von beiden schien es am besten zu funktionieren, das Objekt und die Bauplatte für ein paar Stunden in den Gefrierschrank zu legen (nachdem man sie in Tüten verpackt hatte, um alle Lebensmittel vor dem leicht giftigen Harz zu schützen). Wir hatten keine Gelegenheit, die Build Platform 2 von Formlabs (ein 229-Dollar-Zubehör) zu testen, mit der Sie ein Metallblech biegen können, das die Plattform abdeckt. Laut Formlabs können Benutzer damit Objekte schnell und einfach ohne Werkzeug von der Plattform entfernen.

Ein weiteres damit verbundenes Problem betraf die richtige Art von Raft und Stützen, da es möglicherweise keine leichte Aufgabe ist, den Druck von der Bauplatte zu lösen. Obwohl Stützen in der Regel leicht vom Druck abgeklemmt und/oder abgezogen werden können, können die daran befestigten Stützen in eine unerwartete Richtung gedreht werden, wenn das Raft bricht, während Sie versuchen, es von der Platte zu entfernen, und möglicherweise empfindliche Teile zerbrechen, z Bein des oben gezeigten Mondlanders – ich habe die Stützen an diesem Abdruck befestigt gelassen, um zu zeigen, was für ein Dickicht sie erzeugen können. Dies ist bei großen Objekten eher ein Problem als bei kleinen Objekten, die relativ wenige Stützen haben.

Insgesamt habe ich neun Testobjekte gedruckt, sieben mit grauem Entwurfsharz und zwei mit weißem 10K-Rigidharz, und alle mit einer Schichthöhe von 100 Mikrometern. Es gab keine Druckfehler. Sobald ein Druck gestartet wurde, wurde er bis zur Fertigstellung fortgesetzt.

Eines der Objekte, die wir zum Testen von 3D-Druckern verwenden, besteht aus Text und geometrischen Formen, die auf einer stark geneigten Oberfläche gerendert werden. Es ist außergewöhnlich gut geworden. Die Formen und der Text waren wohlgeformt, und obwohl es so aussah, als wäre an zwei Stellen eine Ebene übersprungen worden, fiel mir das erst auf, als ich es aus der Nähe betrachtete.

Ursprünglich hatte ich das gleiche Objekt mit Stützen und einem vollständigen Floß gedruckt, hatte aber das Gefühl, dass das Vorhandensein von Stützen das Ziel des Tests beeinträchtigte und das Entfernen von Stützen einige der feinsten Details des Drucks zerstörte. Ich habe das Objekt ohne Stützen und ohne Dach nachgedruckt; Solche Requisiten erwiesen sich als überflüssig, da die Qualität des Nachdrucks großartig war. Einige Objekte benötigen jedoch Stützen, und die Beherrschung ihrer Verwendung ist ein Lernprozess.

Sogar ein Grogu-Druck (Baby Yoda) ist überraschend gut gelungen. Während größere Drucke dieser Art, die wir mit filamentbasierten 3D-Druckern erstellt haben, häufig schlecht geformte Finger und Ohren aufweisen, war der Grogu-Druck von Formlabs trotz seiner geringen Größe nahezu perfekt.

Ich habe auch mehrere weitere kleine Objekte mit Stützen gedruckt; Sie ließen sich leicht abschneiden, und durch Schleifen wurden alle echten Spuren davon entfernt.

Frühe Stereolithografie-3D-Drucker waren riesige Geräte, deren Kosten im fünf- oder sechsstelligen Bereich lagen. Aber Formlabs war Vorreiter bei der Entwicklung relativ erschwinglicher, professioneller Desktop-SLA-Drucker. Der Form 3+ unterstützt fast sofort einen vollständigen SLA-3D-Druck-Workflow mit geringem Kraftaufwand, allerdings müssen Sie das Harz und einige Extras wie Schleifpapier separat kaufen. Darüber hinaus lieferte es im Test qualitativ hochwertige Ausdrucke.

Erwarten Sie jedoch nicht, dass von Anfang an alles reibungslos funktioniert. Möglicherweise müssen Sie mehrere Anrufe bei den telefonischen Supportmitarbeitern des Unternehmens tätigen, die wir insgesamt als hilfreich empfanden. Die Beherrschung dieses leistungsstarken und dennoch komplexen Produkts erfordert einige Zeit – wir hätten problemlos noch ein paar Wochen damit verbringen können, es zu testen –, aber die Ergebnisse sind die Mühe wert.

Der Formlabs Form 3+ ist ein professioneller Stereolithographie-3D-Drucker, der großartig detaillierte Objekte drucken kann, dessen Bedienung jedoch eine Herausforderung sein kann.

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