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Im Test: Günstiger Resin-3D-Drucker Elegoo Mars

Dirk Herrendoerfer

(Bild: Dirk Herrendoerfer)

Die ultrafeinen Harz-3D-Drucker sind im erschwinglichen Preisrahmen angekommen. Der Elegoo Mars kostet weniger als 300 Euro und überzeugte im Test vollauf.

Eins vorneweg: Das Ding sieht einfach gut aus. Das Design des Elegoo Mars ist so wunderbar minimalistisch, dass der 3D-Drucker mitunter für eine Kaffeemaschine gehalten wird. Selbst im Vergleich zu anderen Sterelithographie [1]- oder Resindruckern [2] ist er einer der schönen: Abgerundete Kanten, keine Knöpfe oder Schalter. Ein schwarzer Korpus aus Metall mit einer roten Abdeckung – das war's.

Doch jetzt zu den inneren Werten, denn wegen der Optik des Gehäuses kauft ja niemand einen solchen LCD-Harz-3D-Drucker. Die LCD-Drucktechnik funktioniert denkbar einfach: Das LCD des Druckers projiziert mit UV-Licht ein Bild auf eine dünne Schicht des flüssigen Kunstharzes (Resin). Weil das Harz als Photopolymer empfindlich für das UV-Licht ist, härtet an diesen Stellen aus und verklebt mit der darunterliegenden Schicht – oder der Bauplattform, falls es sich um die erste Schicht des Objekts handelt. Aus diesem Grund nennt der Hersteller diesen Prozess auch Photocuring.

Der gesamte Druckvorgang findet deshalb im Harz-Reservoir statt, welches einen durchsichtigen Boden hat. Die Bauplattform in Form eines großen Stempels wird in das flüssige Harz im Reservoir getaucht und das Druckobjekt kopfüber aus dem Harz herausgezogen – Schicht für Schicht. Nach der Belichtung, die im Allgemeinen zwischen vier und acht Sekunden pro Schicht dauert (wobei die ersten drei bis acht Schichten mit 45–120 Sekunden deutlich länger belichtet werden), wird die Bauplattform mehrere Millimeter nach oben bewegt. Dabei löst sich das ausgehärtete Harz von einer durchsichtigen Membran aus FEP, die den Boden des Reservoirs bildet. Danach bewegt sich die Bauplattform wieder nach unten und lässt einen sehr kleinen Abstand zwischen der zuletzt belichteten Schicht und der Membran vor dem LCD – diese Schicht wird mit der nächsten Belichtung ausgehärtet. Typische Schichtdicken sind 0,01 bis 0,2mm, je nach verwendetem Material und der Farbe des Materials.

Resin-3D-Drucker Elegoo Mars (0 Bilder) [3]

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Der Lieferumfang

Der 3D-Drucker kommt in einem kompakten Karton an. Es ist kein nennenswerter Zusammenbau vonnöten, lediglich die Bauplattform muss ausgerichtet werden. Der Drucker hat einen nutzbaren Bauraum von 120mm × 68mm × 155mm, das LCD-Panel darunter eine Auflösung von 2560 × 1440 Pixeln und wird von unten mit einer einzelnen UV-COB-(Chip-on-Board-)LED beleuchtet.

Dem Drucker mit beigelegt sind:

Es ist jedoch kein Harz mit dabei! Das ist zu Anfang etwas überraschend, allerdings kann man den Drucker mit den verschiedensten Materialien unterschiedlicher Herkunft benutzen, solange die auf die Wellenlänge des abgegebenen Lichts reagieren. Auf das Material des Herstellers ist man also nicht angewiesen.

Was man außer dem Harz sonst noch braucht:

Mit dem Drucker bekommt man eine 1.4er Version des Slicers ChituBox. Nach kurzer Einarbeitungszeit erweist er sich als recht gutes Tool, um Drucke auf dem Rechner vorzubereiten. Er baut Support, Raft und Ablauflöcher in die Drucke ein und ist dabei gut konfigurierbar.

Je nach Material und Farbe muss man die Belichtungsdauer für die Lagen konfigurieren. Da ist es etwas seltsam, dass der Drucker nur Profile für zwei Materialien bietet.

Auch die Geschwindigkeiten der Hebe- und Senkbewegungen können angepasst werden. Teilweise ist es etwas umständlich, an die dazu notwendigen Menüeinstellungen zu kommen. Die Ergebnisse werden auf USB-Datenträgern gespeichert und können dann am Drucker offline gedruckt werden. Drucken über USB am Computer wird nicht unterstützt.

Hier zeigt sich die Stärke des Harzdruckers: Harz einfüllen, Drucker einschalten, USB-Stick an der Rückseite des Druckers einstecken, Druckdatei auf dem Touchscreen auswählen und los!

Der Drucker baut Schicht für Schicht das Objekt auf, jede Lage braucht gleich lang, egal wie viel Material auf ihr verfestigt wird. Jetzt muss man eigentlich nur noch ab und zu nach dem Drucker sehen, ob alles klappt. Einfacher geht es nicht.

Da der Drucker das Objekt nur wenige Millimeter von der FEP-Membran beim Ablösen abhebt, sieht man auftretende Probleme allerdings erst recht spät. Ein guter Indikator ist aber das regelmäßige 'Plopp!' beim Ablösen des Werkstücks von der Membran. Bleibt es aus, ist was schiefgelaufen.

Die Druckzeit ist natürlich abhängig von der Lagendicke und kann durchaus beachtliche Werte erreichen, wenn ein Objekt stehend gedruckt werden muss. Die Belichtungszeit beträgt nach den ersten paar Lagen zwar nur wenige Sekunden pro Schicht, aber das Ablösen und Neu-Positionieren dauert auch etwas. Insofern gilt: Wer gutes will, muss warten können.

Make 5/19

Mehr zum Thema gibt es in Ausgabe 5/19 der Make.

Die Nachbearbeitung

Ist der Druck fertig, löst man das Druckbett und lässt das verbliebene Harz vom Objekt abtropfen. Dazu wird ein praktisches Werkzeug beigelegt, mit dem man die Plattform geneigt befestigen kann. Danach kann man das Objekt mit einem Spachtel oder einem Messer vom Bett lösen. Das fertige Teil kann dann erst mit Alkohol grob abgespült werden. Eventuelle Hohlräume müssen vom Harz befreit werden, anschließend sollte das Objekt noch mal kurz in ein Bad mit sauberem Alkohol gelegt werden, um wirklich alle Reste des Harzes zu entfernen. Dann sollte es so lange trocknen, bis aller Alkohol verdampft ist, und danach für einige Zeit in die Sonne oder unter ein UV-Licht gelegt werden, um richtig auszuhärten. Das kann je nach Material und Farbe bis zu zehn Stunden dauern. Wichtig ist es, dass große Teile nicht zu warm werden, denn sonst können sie sich verformen oder flüssiges Harz aus Hohlräumen kann an den Kanten aus dem Teil gepresst werden.

Danach sollte der Drucker, sofern man nicht innerhalb kurzer Zeit weiterdrucken will, gereinigt werden. Das Harz gießt man durch einen Filter wieder in seinen Lagerungsbehälter zurück. Reservoir, Bauplattform und alle weiteren Teile, die mit Harz in Berührung gekommen sind, muss man mit Alkohol genauestens reinigen. Wichtig ist es, dass auf dem FEP-Film und auf der Bauplattform keine Harz-Reste verbleiben, denn diese verhindern den hundertprozentigen Kontakt der Plattform mit dem FEP-Film und führen zu Fehldrucken.

Der Reinigungsvorgang ist im Vergleich zum Aufbau und Start eines Druck recht zeitaufwendig, sollte jedoch gründlich durchgeführt werden, denn die Harz-Reste sind nicht ungefährlich (dazu gleich mehr) und härten aus, sobald UV-Licht darauf fällt.

Den mit Harz verunreinigten Alkohol kann man mit UV-Licht bestrahlen. Das Harz härtet daraufhin aus und man kann es mit einem Filter auffangen. So gereinigter Alkohol eignet sich für die nächste Grobreinigung. Verbleibende Alkohol-Reste und Harz sollten unbedingt ordnungsgemäß entsorgt werden.

Die Qualität des Druckes kann man im Vergleich zu anderen Druckmethoden in diesem Preissegment – sprich dem Plastikschmelzverfahren oder FDM [9] – durchaus als Quantensprung bezeichnen: Oberflächen, Kanten und Überhange lassen keine Wünsche übrig, Supportmaterial löst sich sehr einfach vom Druck, kopierte Teile sind von der Form her vom Original mit bloßem Auge nicht zu unterscheiden. Sogar Gewinde werden perfekt produziert.

Die Auflösung ist gigantisch – 0,047mm in X/Y-Richtung und hinunter bis zu 0,01mm an der Z-Achse sind Werte, von denen FDM-Drucker nur träumen können. Auch die mechanischen Eigenschaften sind sehr gut: Die Objekte sind nach dem Aushärten (je nach verwendetem Harz) sehr fest und weisen gleiche Eigenschaften in X-, Y- und Z-Richtung auf; die horizontalen Schichten machen sich da nicht mehr bemerkbar.

Teststücke aus dem Resin-3D-Drucker Elegoo Mars (5 Bilder) [10]

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Der nur wenige Zentimeter hohe Turm als Teststück nach einer beigelegten Beispieldatei dürfte manchen Make-Leserinnen und Lesern bekannt vorkommen ...
(Bild: Dirk Herrendoerfer)

Der größte Problemverursacher bei der Arbeit mit Harzdruckern ist das Harz. Das Harz selber und seine Dämpfe sind reizend und können schwere allergische Reaktionen hervorrufen. Haut- und Augenkontakt sollte mit dem Harz oder dem zur Reinigung verwendeten Alkohol auf jeden Fall vermieden werden. Der Drucker sollte auch nur in gut belüfteten Räumen benutzt werden.

Atemschutzmaske.

Beim Umgang mit Resin-Druckern ist unter anderem Atemschutz Pflicht.

(Bild: Dirk Herrendoerfer)

Bleibt eine Verunreinigung auf dem FEP-Film, kann es bei nachfolgenden Drucken zu Problemen mit der Haftung des Harzes auf der Bauplattform kommen. Das führt zu einem fehlgeschlagenen Druck und meist zu noch mehr Verunreinigung im Harz und auf dem FEP-Film. Diese Verunreinigungen sind mitunter sehr schwer zu sehen, da kleine Perlen vom harten Harz oft immer noch transparent sind.
Der FEP-Film selbst kann auch zu Problemen führen, da er relativ schnell Kratzer oder gar Beulen bekommen kann. Dies sind normale Benutzungserscheinungen und der FEP-Film ist mit etwas Aufwand selbst austauschbar.

Probleme mit der Software oder dem Drucker selber sind beim Test nicht aufgetreten.

Für die weniger als 300 Euro, die der Drucker zurzeit kostet, ist uns nichts besseres auf dem Markt bekannt, was die Druckqualität angeht. Ob man lieber kleiner und mit Harz oder größer und mit Filament in 3D druckt, hängt natürlich auch von den eigenen Projekten ab, aber auch im FDM-Segment gibt es zu diesem Preis nur wenige interessante Alternativen.

Der Drucker hat im Test einen sehr guten Eindruck hinterlassen, die Materialien ebenfalls. Einzig der Geruch des Harzes und des Alkohols bei der Reinigung sowie die notwendige Schutzausrüstung haben den Spaß etwas gemindert – nicht aber das Druckergebnis, das ist hervorragend. ()

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[3] https://www.heise.de/bilderstrecke/bilderstrecke_4546931.html?back=4540379;back=4540379
[4] https://www.heise.de/bilderstrecke/bilderstrecke_4546931.html?back=4540379;back=4540379
[5] https://shop.heise.de/katalog/make-05-2019?wt_mc=intern.shop.shop.make_1905.dos.textlink.textlink
[6] https://shop.heise.de/katalog/make-05-2019-pdf?wt_mc=intern.shop.shop.make_1905.dosd.textlink.textlink
[7] https://www.heise.de/select/make/2019/5
[8] https://www.mykiosk.com/suche/23141/make-
[9] https://www.heise.de/tests/FDM-3D-Drucker-im-Vergleich-2545710.html
[10] https://www.heise.de/bilderstrecke/bilderstrecke_4546953.html?back=4540379
[11] https://www.heise.de/bilderstrecke/bilderstrecke_4546953.html?back=4540379

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