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Sind PEO*, PEY* und H1H* Druckbetten nur witzige Gimmicks oder können sie mit der Haftung von PEI mithalten? Das versuchen wir in diesem Artikel herauszufinden!
Fast alle neuen 3D-Drucker haben entweder ein glattes oder ein raues PEI-Druckbett. Über die letzten Jahre hat sich diese Oberfläche als die perfekte Mischung aus Haftung und einer einfachen Handhabung erwiesen.
Aber als ich nach Upgrades für meinen K1C gesucht habe, bin ich auf diese Druckbetten gestoßen und wollte wissen, ob sie was taugen! Und natürlich hat meine Neugier gesiegt!
Hier ist mein Video zu diesem Artikel:
Table of Contents:
PEY, PEO & H1H
PEY, PEO und H1H Druckbetten gibt es in verschiedenen Größen, angepasst auf die jeweiligen 3D-Drucker.
Manchmal ist auch ein magnetischer Aufkleber dabei, damit auch 3D-Drucker ohne eine magnetische Druckplatte damit aufgerüstet werden können.
Ich habe mir welche besorgt, die perfekt auf das Druckbett des K1C und der Ender-3 Serie passen.
Und jetzt wird gedruckt!
Der Effekt sieht wirklich genauso aus, wie auf dem Druckbett! Ich hätte nicht gedacht, dass das Filament tatsächlich in all die kleinen Vertiefungen auf der Oberfläche fließt und die strukturelle Farbe quasi 1:1 übernimmt!
Strukturelle Farbe
Aber was ist strukturelle Farbe überhaupt? Denn um Farbe oder Pigmente irgendeiner Art handelt es sich hierbei offensichtlich nicht.
Das beste und schönste Beispiel für strukturelle Farbe sind die Flügel von Schmetterlingen.
Anstatt Pigmente zu verwenden, erzeugen ihre Flügel Farben durch winzige Strukturen, die das Licht auf bestimmte Weise streuen und brechen. Diese mikroskopischen Lamellen und Gitter erzeugen brillante, schillernde Farben, die je nach Blickwinkel anders aussehen können.
Und genau diese mikroskopische Struktur wird bei den holografischen Druckbetten nachgeahmt, und das tatsächlich ziemlich erfolgreich!
Die einzige Oberfläche, bei der man diese Struktur mit dem bloßen Auge sehen und mit dem Finger spüren kann, ist die PEO Oberfläche.
Beim PEY und H1H Druckbett kann man die feinen Strukturen weder sehen noch spüren. Sie sind so mikroskopisch klein wie bei Schmetterlingen.
Aber genug mit der Theorie, jetzt möchte ich auch noch PEO und H1H testen!
Druckbett-Haftung
Und dann ist genau das passiert, was ich befürchtet hatte, die Druckbett-Haftung war zu schwach und die erste Schicht hat sich gelöst. Ich bin mir ziemlich sicher, dass das bei einem PEI Druckbett nicht passiert wäre.
Und es hat wirklich funktioniert! Hier sieht man keinerlei Anzeichen einer Ablösung der ersten Schicht. Aber warum ist das so? Und warum wusste ich vorher, dass das passieren wird?
Um das zu erklären, machen wir einen kleinen physikalisch-chemischen Exkurs!
Die Haftung zwischen Filament und PEI-Druckbett wird durch diese Effekte erzeugt:
- Mechanische Haftung: PEI-Druckbetten haben oft eine raue Oberfläche, die die Kontaktfläche vergrößert und das Filament in den Vertiefungen festhält, sowohl makroskopisch wie beim rauen PEI, als auch mikroskopisch wie beim glatten PEI. Etwa so wie bei einem Klettverschluss.
- Van-der-Waals-Kräfte: Diese Kräfte wirken zwischen allen sich berührenden Objekten und sind umso stärker, je größer die Kontaktfläche ist. Diese Kräfte nutzen zum Beispiel Geckos mit Milliarden kleiner Härchen an ihren Füßen, die eine riesige Kontaktfläche bilden.
- Wasserstoffbrückenbindungen: PEI ist stark polarisiert und kann daher starke Wasserstoffbrückenbindungen mit polarisierten Filamenten wie PLA oder ABS eingehen. Quasi wie unzählige kleine elektrostatische Magnete, die einander anziehen.
- Hohe Oberflächenenergie: Eine hohe Oberflächenenergie sorgt dafür, dass Flüssigkeiten die Oberfläche gut benetzen. Im Falle von geschmolzenem Filament bedeutet dies, dass es tief in die Vertiefungen des Druckbetts eindringen kann.
Im Gegensatz dazu bestehen PEY-, PEO- und H1H-Druckbetten wahrscheinlich aus Polypropylen oder kurz PP. Zwar sind die mechanischen Hafteigenschaften und die Van-der-Waals-Kräfte vergleichbar, jedoch ist PP nicht polar und kann keine Wasserstoffbrückenbindungen eingehen. Auch ist die Oberflächenenergie sehr niedrig und geht eher in Richtung Lotus-Effekt, wodurch das heiße Filament nur ungerne in die kleinen Vertiefungen der Oberfläche fließt.
Das ist ein ziemlich großer Unterschied!
Und wie groß dieser Unterschied genau ist, versuche ich jetzt herauszufinden!
Dafür drucke ich diesen Warping Test auf den verschiedenen Druckbetten. Er ist so designt, dass die internen mechanischen Kräfte beim Abkühlen so groß sind, dass sich die spitze Ecke vom Druckbett ablösen sollte.
Und wenn ich mich nicht komplett irre, sollte sich die Spitze stärker vom PEY, PEO und H1H lösen, als vom PEI.
Und apropos Druckbett-Haftung, in diesem Guide zeige ich dir, wie deine Drucke auf jeder Oberfläche perfekt haften. Für diesen Test habe ich jedoch Standardeinstellungen verwendet, weil ich das Warping nicht miteinander vergleichen kann, wenn alles perfekt haften würde.
Und all meine Überlegungen wurden bestätigt, jedoch mit einer kleinen Überraschung. Die Druckbett-Haftung der beiden PEI Druckbetten unterscheiden sich wie erwartet nicht. Das Filament haftet auf PEI viel besser als auf PEY und H1H.
Beim Vergleich mit PEO gibt es allerdings keinen solch riesigen Unterschied. Die sehr raue Oberfläche scheint viele der anderen materialbedingten Nachteile wieder wettzumachen.
Die Antwort auf die ursprüngliche Frage ist also, dass PEI im direkten Vergleich gewonnen hat und damit definitiv weiterhin meine favorisierte Druckbett-Oberfläche bleibt. Trotzdem haben die holografischen Oberflächen auch ihre Daseinsberechtigung, da der Effekt schon ziemlich cool aussieht!
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