Kalibrationsdrucke: Die richtige Belichtungszeit finden

Feinste Details? Alles möglich, wenn die Belichtung stimmt. Doch gerade Anfänger kämpfen immer wieder mit Fehldrucken, etwa weil Supports nicht halten. Und das nur, weil die Belichtungszeiten geraten statt getestet werden. Schauen wir uns das mal anhand einiger Beispiele an.

 

Dieser Beitrag ist etwas ausführlicher und wer lieber direkt zu den Testdateien springen will, findet hier die Schnellauswahl für die empfohlenen Kalibrationsdrucke.

Alle hier gezeigten Vergleichtests wurden mit einer ACF Folie gedruckt. Würde man hierfür eine PFA oder FEP nehmen, wären auch die besten Ergebnisse noch besser bzw. einfach schärfer.

Kann ich die richtige Belichtungszeiten im Internet suchen?

Manche erfragen ihre ideale Belichtungszeit, andere raten, suchen öffentliche Druckprofile oder übernehmen einfach die Werte von der Flasche oder Herstellerseite. Doch all das sind letztlich nur grobe Richtwerte. Sie können zufällig passen, tun es aber nicht immer. Und manchmal entscheiden schon 0,2 Sekunden darüber, ob ein Bauteil sicher an den Supports hält oder während des Drucks baden geht.

Schon kleine Unterschiede wie die Temperatur des Resins können Einfluss haben. Resin-Druck braucht also ein bisschen Vorbereitung. Der Aufwand ist aber überschaubar und bringt langfristig deutlich bessere Ergebnisse.

Wer allgemein mehr zum Resin-Druck erfahren mag, dem kann ich Stephans Buch zum Resin-Druck empfehlen.

Was sind Kalibrationsdrucke?

Kalibrationsdrucke sind kleine Testmodelle, mit denen du die optimalen Einstellungen für deinen Resin-Drucker herausfindest.

Sie helfen nicht nur dabei, feine Details sauber darzustellen, sondern sorgen auch dafür, dass Stützstrukturen (Supports) besser funktionieren: Ist der Druck unterbelichtet, können sich Bauteile leichter oder zu leicht von den Supports lösen. Bei Überbelichtung bleiben dagegen oft sichtbare Rückstände (Stoppeln, Pickel oder Löcher) an den Kontaktstellen zurück. Doch das nicht nur bei der Stützstruktur, das Problem fängt oft schon nach den Bodenschichten an.

Vor allem geben dir diese Testdrucke Sicherheit, wenn ein Druck mal fehlschlägt. Viele erhöhen dann sofort die Belichtungszeit – aber wenn du sie vorher sauber getestet hast, kannst du diesen Punkt langfristig als Fehlerquelle ausschließen.

Wichtig: Kalibrationsdrucke niemals aushärten, sondern nur waschen!
Beim finalen Aushärten schrumpft und verzieht sich Resin immer leicht – das würde deine Messergebnisse verfälschen und kann zu falschen Einstellungen führen.

Welche Arten gibt es und wie „liest“ man sie?

Schnellauswahl

Cones v1

Cones v3

Validation Matrix

Town Test

Es gibt durchaus noch mehr Tests als die, die ich rausgesucht habe. Aber diese gehören zu den bekanntesten. Und wenn man das System verstanden hat, funktionieren andere Tests ähnlich, sehen nur ein wenig anders aus.

Schon kleine Abweichungen bei der Belichtungszeit können sich deutlich auf die Druckqualität auswirken. Bei Unterbelichtung wirken feine Strukturen unsauber oder brechen ganz weg. Z.B. wenn Spitzen nicht sauber zulaufen oder Lücken zwischen Details entstehen. Häufig passen bei Tests wie der Validation Matrix die feinen Kämme nicht mehr exakt ineinander.

Bei Überbelichtung wirken Details dagegen „verwaschen“: Spitzen verschmelzen, filigrane Bereiche wirken aufgequollen, Buchstaben oder Strukturen verlieren an Schärfe. Insgesamt erscheint der Druck oft matschig.

Die folgenden Beispiele zeigen dir typische Fälle – so kannst du deine eigenen Ergebnisse besser einordnen.

Cones of Calibration

Ein sehr anfängerfreundlicher Test, der auf einen Blick zeigt, ob dein Druck über- oder unterbelichtet ist. Allerdings kann er bei identischen Einstellungen gelegentlich unterschiedliche Ergebnisse liefern.
Mit einer Druckzeit von etwa einer Stunde gehört er zu den langsameren Varianten. Da ein einzelner Durchlauf selten ausreicht, zieht sich die Kalibrierung damit schnell in die Länge.

Link zur Datei: Die Originalen Cones wurde seit v3 von allen Plattformen gelöscht. Hier gibt es noch eine kleine leicht veränderte Version

Vorteil: Der Test ist einfach zu lesen und es bleiben am Ende keine Druckrückstände im Tank.

Nachteil: Durch die lange Druckzeit verzichtet man gern auf weitere Versuche. Außerdem zeigt der Test manchmal ohne klaren Grund falsche Ergebnisse.

Wie liest man die Cones?

Das ist ganz einfach. Es gibt eine „Failure“-Seite, also eine Fehlerseite. Die oberen Cones dürfen in diesem Bereich nicht gedruckt werden. Während des Druckvorgangs bleiben diese Kegel auf der Folie kleben, was so gewollt ist. Sobald das flache Dach darüber gedruckt wird, ziehen sich die fehlgeschlagenen Kegel von der Folie ab, sodass keine Rückstände im Resintank bleiben.

Die andere Seite nennt man „Success“-Seite. Hier sollen alle Kegel vollständig verbunden und gedruckt sein.

Was tun, wenn auf der Success-Seite Kegel fehlen?
Dann solltest du die Belichtungszeit minimal erhöhen.

Was tun, wenn auf der Failure-Seite Kegel stehen?
Dann solltest du die Belichtungszeit reduzieren. Je mehr Kegel auf dieser Seite stehen, desto stärker solltest du reduzieren.

Und wie sieht der perfekte Druck aus?
Kein Kegel auf der Failure Seite + alle Kegel auf der Success Seite. In den oben gezeigten Fotos entspricht das übrigens dem 1,5 s-Test.

Für eine Feinabstufung könnte man nun noch Zwischenschritte drucken. Aufgrund der zwei sichtbaren, aber nicht fehlerfreien Spitzen auf der Fehlerseite ist davon auszugehen, dass der ideale Wert bei etwa 1,4 s liegt.

Sollten alle Kegel auf beiden Seiten stehen, dann reduziere die Belichtungszeit direkt um eine ganze Sekunde, denn dann sind wir möglicherweise weiter von der Lösung entfernt.

Wenn Kegel auf der Success-Seite fehlen, aber gleichzeitig auf der Failure-Seite stehen, ist das ein Beispiel für das erwähnte Zufallsprinzip, das manchmal zu unerwarteten Ergebnissen führt. Da hilft nur nochmal drucken.

Cones of Calibration v3

Die überarbeitete Version der klassischen Cones enthält einige Extras. Das Grundprinzip bleibt gleich, jedoch wurden zusätzliche Elemente mit Stützstrukturen ergänzt. Diese sollen natürlich haften bleiben. Fallen sie ab, ist das ein Zeichen für Unterbelichtung. Passt hingegen das gedruckte Schwert nicht mehr in seinen Stein, deutet das auf Überbelichtung hin.

Fast wie bei Excalibur – nur umgekehrt: Es muss rein, nicht raus.

Link zur Datei: the-cones-of-calibration-v3

Vorteil: Der Test ist sehr einfach auszuwerten und bietet verschiedene Prüfmethoden, die nicht nur für Anfänger, sondern auch für Fortgeschrittene hilfreich sind. Man muss sich nicht nur auf visuelle Ergebnisse verlassen, sondern kann direkt schlicht prüfen, ob verschiedene „Bausteine“ zusammen passen

Nachteil: Erhöhter Materialverbrauch durch die größere Bauform

Wie liest man die Cones v3?

Zum einen gibt es die klassischen Kegel, die Cones. Auf der Failure-Seite sollten die oberen und unteren Kegel nicht verbunden sein, und zwar keiner davon. Auf der Success-Seite hingegen sollten gleichzeitig alle oberen und unteren Kegel vollständig verbunden sein.

Zusätzlich befinden sich mehrere Gegenstände auf kleinen Supports. Fehlt nach dem Druck eines dieser Teile, deutet das auf stärkere Unterbelichtung hin. Wenn dagegen alle Teile vollständig gedruckt sind und sich das Schwert nur sehr schwer oder gar nicht von den Supports lösen lässt, ist das ein Zeichen für Überbelichtung.

Das Ziel ist, dass alle Cones auf der Failure-Seite fehlschlagen, alle auf der Success-Seite vollständig gedruckt werden, das Schwert sich gut von den Supports lösen lässt und anschließend durch den runden Schädel passt. Löst sich das Schwert nur schwer: erstes Anzeichen für Überbelichtung. Wenn es dann auch nicht durch den Schädel passt, ist das ein weiteres Zeichen für Überbelichtung. Gleichzeitig muss der Krug gefüllt werden. Die Füllung befindet sich direkt daneben auf den Supports und muss bündig in den Krug passen. Ich habe hier jedoch die Erfahrung gemacht, dass dieser Teil manchmal nicht 100% stimmt und beschränke mich bei eigenen Tests auf Cones + Schwert.

Es gibt aber noch zwei weitere Schlitze direkt vor/neben dem Schädel, die nur minimal unterschiedlich im Durchmesser sind (optisch nicht zu erkennen). Am besten passt das Schwert durch den Schädel, aber nicht durch die beiden anderen Schlitze. Wenn das Schwert durch einen der beiden anderen Schlitze passt, kannst du abwägen: Sind alle Success-Cones gedruckt, ist das Ergebnis in Ordnung. Passt das Schwert jedoch durch beide Schlitze: Unterbelichtet.

Passt das Schwert durch gar keinen der Schlitze (auch nicht durch den Schädel), bist du zu stark überbelichtet und solltest die Belichtungszeit reduzieren.

Dieser Test ist wirklich klasse, denn er zeigt dir ganz einfach und ohne großes „Was sieht besser aus“ ganz konkret, ob die Belichtung passt oder nicht – im wahrsten Sinne des Wortes.

Validation Matrix

Der „Ferrari“ unter den Kalibrationstests. Mit einer Druckzeit von nur etwa 8 bis 10 Minuten bist du deutlich schneller am Ziel als bei den meisten anderen Methoden. Anfangs ist es allerdings nicht ganz einfach zu erkennen, was der Test dir genau sagen will: Viele Zeichen, Kreise und Linien – worauf musst du achten?

Hast du den Test einmal verstanden, ist er extrem praktisch, weil du ihn auch schnell mal zwischendurch drucken kannst.

Link zur Datei: Validation Matrix auf Thingiverse

Vorteil: Sehr schnell und mit etwas Erfahrung reicht ein kurzer, genauer Blick, um das Ergebnis zu verstehen.

Nachteil: Es können Druckrückstände im Tank zurückbleiben. Deshalb sollte idealerweise vor dem nächsten Druck eine Tankreinigung durchgeführt werden. Das erhöht natürlich den Resinverbrauch.

Bei Verwendung einer ACF-Folie gibt es das Problem, dass feine Linien und Zwischenräume „zugeschmolzen“ wirken oder leicht dicker erscheinen als sie tatsächlich sind. Mit einer PFA- oder FEP-Folie wären die Ergebnisse schärfer.

Wichtig: Drucke die Validation Matrix mit maximal 4 Bodenschichten und setze die Übergangsschichten auf 0. Der Test ist so flach, dass normale Einstellungen sonst das Ergebnis verfälschen können.

Wie liest man die Validation Matrix?

Es gibt verschiedene Indikatoren, auf die du achten solltest. Wenn mehr Punkte gedruckt sind als eigentlich vorhandene Löcher, deutet das auf Überbelichtung hin. Durch die Überbelichtung werden kleinere Löcher „zugeschmolzen“ und Punkte, die normalerweise nicht entstehen sollten, werden stabil und sichtbar.

Die beiden mittigen Spitzen sollten sich idealerweise genau berühren, ohne eine Lücke dazwischen, aber auch ohne zu viel Auflagefläche. Stell dir vor, zwei Nadelspitzen berühren sich: da darf keine Luft dazwischen sein und sie sollten auch nicht zusammengeschmolzen aussehen.

Außerdem sollten die Balken oder Kämme immer in ihre gegenüberliegenden Lücken passen. Durch die ACF-Folie wirken die Ergebnisse hier allerdings häufig minimal überbelichtet, auch wenn das nicht der Fall ist. Deshalb solltest du das Gesamtergebnis betrachten. Wenn dir das zu ungenau ist, sind die Cones v3 am Anfang eine gute Wahl. Mit der Zeit bekommst du ein besseres Gefühl für diese Details.

Alle Formen sollten klar und sauber gedruckt sein. Aufgequollene Schrift ist ein eindeutiges Zeichen für Überbelichtung. Das ist nicht zu verwechseln mit unscharfer Schrift durch Unterbelichtung, die weniger Tiefe hat. Überbelichtete, aufgequollene Schrift wirkt hingegen oft etwas höher. Das ist zwar schwer messbar, aber du erkennst den Unterschied, wenn du genau hinschaust.

 

Ameralabs Town Test

Der wohl beliebteste Test bei vielen, die Miniaturen oder hochdetaillierte Figuren drucken. Hier kannst du nicht nur die richtige Belichtungszeit ablesen, sondern auch die Liftgeschwindigkeit anpassen, was jedoch seltener notwendig ist.

Auf kleinstem Raum sind hier sehr viele Testfunktionen vereint, was den Test auch für erfahrene Resin-Drucker zu einer Herausforderung machen kann. Für Anfänger ist dieser Test eher ungeeignet, da er schnell überfordern kann. Mit einer Druckzeit von etwas über einer Stunde gehört er zu den langsameren Tests.

Ein wichtiger Punkt ist (wieder) die Folie: Bei Verwendung einer ACF-Folie verliert der Test etwas an Aussagekraft. Die vielen feinen kleinen Details verschwimmen durch den Blur-Effekt der Folie stärker als bei einer PFA-Folie, wodurch kleine Quadrate eher verschmelzen.

Link zur Datei: Town Test v2 mit Raft auf Printables

Vorteil: Viele Tests auf kleinem Raum, dabei vergleichsweise geringer Resinverbrauch. Außerdem zeigt der Test, ob die Hebegeschwindigkeit (Lift) zu hoch eingestellt ist.

Nachteil: Aufgrund der Größe kann die Auswertung manchmal schwieriger sein. Der Test dauert relativ lange und lässt sich nur schwer fotografieren, wenn man andere um Hilfe bei der Auswertung bitten möchte.

Wie liest man den „Town Test“?

Der deutlichste Hinweis auf Unterbelichtung ist eine fehlende Antenne. Diese ist sehr dünn und wird bei Unterbelichtung oft gar nicht gedruckt (s.o. rechtes Bild, linker Test „leerer Kreis mit x“). Auch andere schmale Bauteile auf den Hausdächern geben schnell Auskunft über eine zu geringe Belichtungszeit.

Feine Säulen zeigen uns nicht nur Über- und Unterbelichtung, sondern geben auch Hinweise auf die Liftgeschwindigkeit. Mit langsameren Liftzeiten lassen sich manchmal auch bei perfekten Belichtungszeiten mehr vollständig gedruckte Reihen erreichen. In der Regel ist das jedoch nicht notwendig, es lässt sich aber testen.

Sind keine der Säulen/Haare zu sehen oder sie wirken umgeknickt, liegt eine starke Unterbelichtung vor. Sind dagegen alle vier Reihen gedruckt, ist der Druck überbelichtet. Das Ziel ist, dass etwa zweieinhalb bis drei Reihen vollständig gedruckt sind.

Überbelichtung erkennt man vor allem an der „Fenster-Seite“ des Tests. Dort sind viele kleine Quadrate in einem Schachbrettmuster angeordnet. Befinden sich zwischen den Quadraten noch freie Bereiche, ist der Druck unterbelichtet. Wirken die Quadrate jedoch sehr klein und es befindet sich Resin zwischen den Ecken, ist der Druck überbelichtet.

Das Ziel sind saubere Quadrate, die sich an den Ecken ganz leicht berühren.

Mein Favorit:

Wegen ihrer kurzen Druckzeit nutze ich sehr gern die Validation Matrix. Wie schon erwähnt, dauert der Druck auf einem Mono-LCD-Display nur etwa 8 bis 10 Minuten.

Allerdings habe ich für diesen Test auch die neuen (bzw. aktuellen. denn so richtig neu sind sie eigentlich auch nicht mehr) Cones of Calibration v3 ausprobiert – und ich bin tatsächlich begeistert. Sie sind für Anfänger unschlagbar, da sie die einfache Handhabung der ursprünglichen Cones behalten. Gleichzeitig gibt einem das kleine Schwert ein sehr gutes Gefühl, den Test auch auf eine andere Art zu bewerten.

Sind Kalibrationsdrucke wirklich notwendig?

Kurze Antwort: Ja

Lange Antwort: Ja, wirklich 🙂

Wer auf Nummer sicher gehen will, kommt an Kalibrationsdrucken/Testdrucken nicht vorbei. Und gerade die Validation Matrix ist wirklich schnell gedruckt. Selbst wenn ihr nur einen Test macht, wisst ihr danach schon, ob ihr vielleicht viel zu hoch mit der Belichtungszeit angefangen habt.

Und wer einen Anycubic-Drucker besitzt, hat sogar noch einen Vorteil: Hier bekommt ihr in derselben Zeit gleich acht Tests auf einmal. Wie man jedoch eigene Tests damit erstellt, würde hier den Rahmen sprengen. So gebt ihr für eure RERF Dateien immer die Belichtungszeit für den ersten von 8 Testdateien an. Jeder folgende wird um +0,25s gedruckt.

Elegoo hat seit dem Saturn 4 bzw. Mars 5 ebenfalls eine ähnliche Testfunktion direkt über die Druckereinstellungen integriert. Da ich kein passendes Gerät habe, kann ich euch nicht genau sagen, wie das funktioniert. Aber wer einen besitzt, weiß jetzt zumindest, dass es diese Funktion irgendwo gibt.

Wie häufig solltest du Kalibrationsdrucke machen?

Kalibrationsdrucke sind immer dann sinnvoll, wenn sich an deinen Druckbedingungen etwas ändert. Dazu gehört:

• Beim Wechsel auf eine neue Sorte Resin
• Beim Wechsel der Resinfarbe (selbst bei gleichem Hersteller!)
• Beim Umstellen auf eine andere Schichthöhe bedingt nötig (z.B. von 0,05 mm auf 0,03 mm)
• Beim Einsatz eines neuen Druckers
• Nach dem Austausch des LCD Displays

Schon kleine Unterschiede können die optimale Belichtungszeit verändern. Wer hier sauber arbeitet, spart sich später jede Menge Frust.

Tipp: Wer seine Schichthöhe von 0,05mm auf 0,03mm mal nur probehalber reduzieren möchte, kann das auch mit einer kleinen Rechnung machen. Das mache ich selbst so und die errechnete Zeit passte tatsächlich immer halbwegs zu Tests.

Reduzierst du von 0,05 auf 0,03mm, hast du die Schichthöhe also um 40% verkleinert. Diese 40% halbierst du und rechnest von deiner ursprünglichen Belichtungszeit einfach diese 20% runter.

Beispiel: 

0,05mm wurden zu 2s pro Schicht belichtet.

0,03mm sind 40% kleiner als 0,05mm. Die Hälfte von 40% sind 20%. 2s – 20% ergeben damit 1,6s.

Deine 0,03mm Schicht solltest du also für 1,6s belichten.

Weitere Fragen?

Mit Fotos ist sowas nicht immer perfekt zu dokumentieren und nachdem ich den Beitrag vor bereits 4 Monaten begonnen habe, ist jetzt einfach der Punkt gekommen, das Ganze mal abzuschließen.

Solltet ihr Hilfe bei der Auswertung brauchen, dann schaut einfach mit ein paar Fotos im Forum vorbei.

Auf ein frohes Drucken!