Guide zur Galvanisierung von 3D Drucken
- Sascha Surbanoski
- 31. Jan.
- 4 Min. Lesezeit
Aktualisiert: 1. Feb.
Ob filigrane Resin Figuren, ikonische Filmrequisiten oder funktionale Bauteile die additive Fertigung bietet heute eine beispiellose geometrische Freiheit. Doch trotz technischer Brillanz bleibt oft ein entscheidender Wermutstropfen die unverkennbare „Plastik-Optik“. Selbst bei hochauflösenden Drucken verraten das geringe Gewicht und die haptische Beschaffenheit sofort das Basismaterial Kunststoff.
Inhaltsverzeichnis
Ein Erklärbär Video über Galvanisieren
Die perfekte Basis durch Oberflächenbearbeitung
Der Erfolg jeder Galvanisierung beginnt mit der Qualität der Oberfläche des Rohdrucks. Da eine galvanische Metallschicht jede Unebenheit und jede Schichtlinie des 3D-Drucks optisch verstärkt, ist eine akribische Vorbereitung unerlässlich. Bei FDM Drucken müssen die charakteristischen Rillen durch intensives Schleifen und den Einsatz von Füllmaterialien eliminiert werden. Eine Besonderheit bei FDM-Teilen ist ihre Porosität sie sind oft nicht wasserdicht. Wenn Elektrolytflüssigkeit in das Innere eines hohlen Drucks eindringt, kann dies später zu chemischen Ausblühungen führen, die das Metall von innen heraus zerstören. Daher müssen diese Teile vorab versiegelt werden, beispielsweise mit speziellen Harzen oder Versiegelungsmitteln. Resin Drucke sind hier im Vorteil, da sie bereits glatter aus dem Drucker kommen, benötigen aber dennoch eine sorgfältige Entfernung von Stützstrukturresten und eine gründliche UV Aushärtung, um eine stabile Basis zu bieten.
Benötigte Werkzeuge und Materialien:
Schleifpapier in verschiedenen Körnungen (von 80 bis 1000), Schleifvlies, Skalpell, Heißluftföhn zum Entfernen von Rückständen, Spritzfüller oder Spachtelmasse, UV-Harz, Pinsel.
Zubehör:
UV-Lichtquelle oder Aushärtungsstation, Reinigungstücher.
Sicherheitsausrüstung:
Atemschutzmaske gegen Feinstaub, Schutzbrille, Einweghandschuhe, gut belüfteter Arbeitsplatz.
Erzeugung der elektrischen Leitfähigkeit
Da Kunststoffe wie PLA oder Resin keinen Strom leiten, muss im zweiten Schritt eine leitfähige Brücke auf der Oberfläche geschaffen werden. Dies geschieht durch das Auftragen spezieller Leitlacke, die meist auf Kupfer- oder Graphitbasis beruhen. Kupferleitlack bietet in der Regel eine sehr hohe Leitfähigkeit, ist jedoch empfindlicher in der Handhabung. Graphitlack ist oft kostengünstiger und robuster, erfordert aber nach dem Trocknen ein mechanisches Polieren mit einem Tuch, um den elektrischen Widerstand ausreichend zu senken. Ein Zielwert von unter 1000 Ohm über die Fläche des Objekts ist ideal. Die Lacke werden am besten mit einer Airbrush in mehreren dünnen, gleichmäßigen Schichten aufgetragen, um Details nicht zu verstopfen. Nach dem Trocknen wird das Objekt mit Kupferdraht kontaktiert, wobei darauf geachtet werden muss, dass mehrere Kontaktpunkte vorhanden sind, um einen gleichmäßigen Stromfluss zu gewährleisten.
Benötigte Werkzeuge und Materialien:
Airbrush-System (idealerweise mit 0,5 mm Düse), Kompressor, Multimeter zur Widerstandsmessung.
Zubehör:
Kupferleitlack oder Graphitlack, Aceton zum Verdünnen, Mischbecher, Kupferdraht (0,5 mm bis 1 mm), Heißklebepistole zur Fixierung von Halterungen.
Sicherheitsausrüstung:
Atemschutzmaske mit Filtern für organische Dämpfe, Schutzbrille, Chemikalienhandschuhe, Absauganlage oder Spritzkabine.
Das Kupfer Elektroforming
In dieser Phase findet die eigentliche Metallisierung statt. Das vorbereitete Objekt wird in einen Tank mit saurem Kupferelektrolyten gehängt und als Kathode an den negativen Pol eines Labornetzgeräts angeschlossen. Als Anoden dienen reine Kupferplatten, die am positiven Pol hängen. Durch den elektrischen Strom lösen sich Kupferionen von den Anoden und lagern sich fest auf der leitfähigen Oberfläche des 3D-Drucks ab. Um eine gleichmäßige Schichtdicke zu erzielen, sollte das Bauteil im Bad ständig bewegt werden, was idealerweise durch eine Rotationsvorrichtung oder einen Magnetrührer geschieht. Die Berechnung der Stromstärke ist entscheidend. Man rechnet meist mit 1 bis 1,5 Ampere pro Quadratdezimeter Oberfläche. Über einen Zeitraum von vier bis fünf Stunden wächst so eine etwa 0,2 mm dicke Kupferschicht, die dem Teil echte metallische Stabilität und Gewicht verleiht.
Benötigte Werkzeuge und Materialien:
Regelbares Labornetzgerät (bis 30A), Galvanik-Tank aus Kunststoff (Polypropylen), Kupferanoden, saurer Kupferelektrolyt.
Zubehör:
Rotationsvorrichtung (Rotary Jig), Magnetrührer, Anodenbeutel oder Kaffeefilter (um Trümmerstoffe aufzufangen), destilliertes Wasser zum Spülen.
Sicherheitsausrüstung:
Säurebeständige Handschuhe, Laborkittel, Schutzbrille, Atemschutzmaske gegen saure Nebel, Notfall-Augenspülstation.
Mechanische Veredelung und Hochglanzpolitur
Nachdem das Objekt aus dem Kupferbad entnommen wurde, weist es oft eine matte oder leicht raue Textur auf. Um den gewünschten Spiegeleffekt zu erzielen, folgt eine intensive mechanische Bearbeitung. Das Kupfer ist weich genug, um es mit feinem Schleifpapier und Polierpasten auf Hochglanz zu bringen. Für komplexe Geometrien oder Kleinteile eignet sich ein Rotationstumbler, in dem das Objekt über viele Stunden mit verschiedenen Schleif- und Polierkörpern wie Keramiksteinen oder Walnussschalengranulat bearbeitet wird. Dieser Schritt ist mühsam, aber entscheidend, da der Glanz der späteren Edelmetallbeschichtung fast ausschließlich von der Qualität dieser darunterliegenden Kupferschicht abhängt. Vor dem nächsten Schritt muss das Teil absolut fettfrei sein, wofür spezielle Entfetter oder eine elektrolytische Reinigung genutzt werden.
Benötigte Werkzeuge und Materialien:
Polierbock oder Dremel mit Polieraufsätzen, optional Rotationstumbler.
Zubehör:
Nassschleifpapier (bis 2000er Körnung), Polierpasten in verschiedenen Feinheitsgraden, Polierkörper (Keramik, Edelstahl-Satelliten, Walnussschale), elektrolytischer Entfetter.
Sicherheitsausrüstung:
Schutzbrille gegen umherfliegende Polierpartikel, Handschuhe, Staubmaske.
Finale Beschichtung mit Edelmetallen
Im letzten Schritt erhält das Objekt seine endgültige Farbe und Korrosionsbeständigkeit durch eine Schicht aus Nickel, Gold, Silber oder Palladium. Da Gold direkt auf Kupfer mit der Zeit diffundieren kann, was zu einer Verfärbung führt, wird oft zuerst eine Sperrschicht aus Nickel oder Palladium aufgetragen. Die Beschichtung erfolgt entweder erneut in einem Tauchbad oder durch die Stiftgalvanik (Pen-Plating), bei der das Metall mit einem elektrolytgetränkten Tampon gezielt aufgestrichen wird. Diese Schichten sind sehr dünn und dienen primär der Optik. Besonders bei der Arbeit mit Gold- und Nickelelektrolyten ist höchste Vorsicht geboten, da diese Chemikalien hochgiftig sind. Nach einer abschließenden Spülung in destilliertem Wasser ist das Werkstück fertig und kann montiert oder ausgestellt werden.
Benötigte Werkzeuge und Materialien:
Kleine separate Galvanik-Behälter, Edelmetallelektrolyte (Nickel, Gold, Silber), passende Anoden (Nickel, Edelstahl oder Graphit für Gold).
Zubehör:
Galvanik-Stift für Detailarbeiten, destilliertes Wasser, Aktivator-Säure zum Auffrischen der Oberfläche.
Sicherheitsausrüstung:
Hochwertige Atemschutzmaske, Schutzbrille, chemikalienfeste Handschuhe, Laborkittel.
Entsorgungshinweis
Alle Elektrolytreste und belasteten Spülwasser müssen gesammelt und als Sondermüll bei einem Recyclingcenter entsorgt werden; sie dürfen niemals in den Abfluss gelangen.
