Tipps zum Drucken von im Dunkeln leuchtendem Filament, ohne die Düse zu ruinieren

Was es zum Leuchten bringt (und was es abrasiv macht)

Leuchtfilament ist Standard-PLA (manchmal PETG), das mit phosphoreszierenden Partikeln beladen ist. Die gute Sorte verwendet mit Europium und Dysprosium dotiertes Strontiumaluminat (SrAl₂O₄:Eu,Dy). Die billige Sorte verwendet Zinksulfid. Der Unterschied ist wichtig.

Strontiumaluminat leuchtet etwa 10-mal heller und 10-mal länger als Zinksulfid. Ein Teil aus Strontiumaluminat-Filament ist nach dem Aufladen 15–30 Minuten lang bei voller Helligkeit sichtbar und leuchtet dann 6–8 Stunden lang mit einem schwachen Nachglühen weiter. Zinksulfid wird in unter 5 Minuten kaum noch sichtbar.

Die Partikel haben typischerweise einen Durchmesser von 20–50 Mikrometern und machen 15–30 % des Filamentgewichts aus. Es sind Mineralkristalle, hart genug, um Glas zu ritzen. Diese Härte ist es, die das Düsenverschleißproblem verursacht. Die PLA-Basis ist harmlos. Der darin eingebettete leuchtende Gesteinsstaub ist es nicht.

Das Düsenverschleißproblem

Eine Standard-Messingdüse (0,4 mm Bohrung) kann nach dem Druck von nur 0,5–2 kg Leuchtfilament merklich erweitert sein. Die abrasiven Partikel erodieren die Bohrung von 0,4 mm auf 0,6 mm oder mehr, ab diesem Punkt verschlechtert sich die Druckqualität: Überextrusion, Verlust feiner Details, Maßungenauigkeit. CNC Kitchens Düsenverschleißtests mit abrasiven Filamenten zeigten eine messbare Bohrungserweiterung, die direkt mit dem Verlust der Druckqualität korrelierte.

Düsenoptionen

Gehärteter Stahl ist die praktische Antwort. Er kostet ein paar Dollar mehr, hält 25–100-mal länger und verarbeitet jedes abrasive Filament, dem Sie begegnen: leuchtend, Carbonfaser, Glasfaser, Metallfüllung. Die geringere Wärmeleitfähigkeit bedeutet, dass Sie möglicherweise 5–10 °C heißer oder etwas langsamer drucken müssen als mit Messing, aber das ist eine geringfügige Anpassung.

Rubinbesetzte Düsen kombinieren einen Messingkörper (ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit) mit einer synthetischen Rubin-Verschleißfläche. Sie sind teuer, aber wenn Sie viele abrasive Filamente drucken, lohnt sich ihre Anschaffung. Für gelegentliche Leuchtdrucke tut es eine 10-Dollar-Düse aus gehärtetem Stahl.

Kennen Sie die Anzeichen für Düsenverschleiß: Drucke, die dicker als erwartet erscheinen, Verlust feiner Details bei kleinen Merkmalen, erste Schichtlinien, die breiter als Ihre Slicer-Einstellungen sind, und sichtbare Fadenbildung, die es vorher nicht gab.

Druckeinstellungen für Leuchtfilament

Die langsamere Geschwindigkeit ist wichtig. Bei 60–80 mm/s erfahren die abrasiven Partikel pro Zeiteinheit mehr Reibung an den Düsenwänden. Bei 30–50 mm/s passiert dieselbe Filamentlänge mit weniger aggressivem Kontakt. In Kombination mit der Düse aus gehärtetem Stahl hält dies den Verschleiß in Grenzen.

Sowohl der Plus4 als auch der Q2 werden mit Bimetall-Düsen (Spitze aus gehärtetem Stahl, Messingkörper) geliefert, sodass Sie Abrasives drucken können, ohne auf Wärmeleitfähigkeit zu verzichten oder Teile von Drittanbietern besorgen zu müssen. Für eine kurze Einführung in die ordnungsgemäße Lagerung von Filament gelten für Leuchtfilament dieselben Regeln wie für Standard-PLA: verschlossener Behälter mit Trockenmittel, fern von direkter Sonneneinstrahlung (die die Leuchtpartikel teilweise entladen kann).

Maximierung der Leuchtkraft

Ein leuchtendes Objekt zu drucken ist einfach. Eines zu drucken, das in einem dunklen Raum tatsächlich sichtbar leuchtet, erfordert einige bewusste Entscheidungen.

Wandstärke und Füllung

Mehr Kunststoff = mehr Strontiumaluminat-Partikel = helleres Leuchten. Drucken Sie mit mindestens 3–4 Wänden (1,2–1,6 mm Gesamtwandstärke mit einer 0,4-mm-Düse). Dünnwandige Drucke mit 10 % Füllung leuchten schwach, weil weniger Material Licht absorbiert und emittiert. Massive Füllung ist verschwenderisch, aber 30–40 % Füllung gibt den Wänden genug Hintergrund, um Licht nach außen zu reflektieren.

Farbe der Basisschicht

Weiße oder helle Schichten unter den Leuchtschichten wirken als Reflektor. Wenn Sie ein mehrfarbiges Teil drucken, legen Sie die Leuchtschicht nach außen und eine weiße PLA-Schicht darunter. Licht, das sonst in der Füllung absorbiert würde, wird stattdessen durch die Leuchtoberfläche zurückgeworfen. Bei Doppelextruder-Setups oder mit einem Filamentwechsler ist dies eine einfache Verbesserung. Bei Einkomponentendrucken ist der Effekt weniger relevant, da das gesamte Teil Leuchtpartikel enthält.

Aufladung und Leuchtdauer

UV-Licht lädt Strontiumaluminat schneller und vollständiger als sichtbares Licht. Eine 5-minütige Einwirkung von direktem Sonnenlicht oder einer UV-LED lädt die Partikel auf nahezu maximale Kapazität. Standard-Innenbeleuchtung funktioniert, dauert aber für eine vergleichbare Ladung 15–30 Minuten. Eine billige 395-nm-UV-Taschenlampe (unter 10 $) kann einen Druck in 30–60 Sekunden vollständig aufladen.

Nach dem Aufladen können Sie in einem dunklen Raum 15–30 Minuten lang ein sichtbares Leuchten erwarten, gefolgt von einem schwachen Nachglühen, das 6–8 Stunden anhalten kann. Das Leuchten ist in den ersten 2–3 Minuten am hellsten und zerfällt exponentiell. Grünes Leuchtfilament ist mit Abstand die hellste Farbe. Aqua und Blau sind schwächer, und Orange oder Rot sind am schwächsten, weil das menschliche Auge bei schwachem Licht empfindlicher für grüne Wellenlängen ist (der Purkinje-Effekt).

Projektideen, die tatsächlich funktionieren

Leuchtfilament eignet sich am besten für Objekte, die davon profitieren, ohne Strom im Dunkeln sichtbar zu sein. Einige praktische Anwendungen:

Lichtschalterplatten und Steckdosenabdeckungen. Drucken Sie mit 0,3 mm Schichthöhe und 4 Wänden für maximales Leuchten. Tagsüber durch das Raumlicht aufladen, nachts beim Betreten eines dunklen Raums sichtbar. Einer der beliebtesten Leuchtdrucke auf Printables.

Treppenkantenmarkierungen. Kleine Clips oder Streifen, die an Treppenkanten angebracht werden. Nützlich für Keller, Garagen oder überall dort, wo Sie sich bei schlechten Lichtverhältnissen bewegen. Drucken Sie in PETG-basiertem Leuchtfilament, wenn die Treppe stark frequentiert wird.

Gartenwegbegrenzer. Stäbe oder Kuppelformen, die tagsüber durch Sonnenlicht aufgeladen werden. Beachten Sie, dass UV-Einstrahlung im Freien PLA über Monate langsam zersetzt, also entweder mit UV-beständigem Klarlack beschichten oder planen, es saisonal nachzudrucken.

Nachtlichter. Drucken Sie eine dünnwandige Lithophanie oder eine dekorative Form. Das Leuchten kann eine LED-Nachtleuchte in Sachen Helligkeit nicht ersetzen, funktioniert aber als Umgebungsindikator ohne Verkabelung. Nützlich in Kinderzimmern oder Fluren.

Schlüsselanhänger und Gepäckanhänger. Kleine Gegenstände, bei denen die Sichtbarkeit in einer dunklen Tasche oder Schublade hilfreich ist. Sie werden tagsüber durch das Umgebungslicht aufgeladen.

Für weitere funktionale Druckideen deckt der Leitfaden zu Filamenttypen ab, wofür sich welches Material eignet. Und wenn Sie Leuchtdrucke mit Wasserkontakt kombinieren (Gartennutzung, Aquariendekorationen), behandeln die Leitfäden zur PLA-Wasserbeständigkeit und PLA in Aquarien die Haltbarkeitsseite.