Willkommen liebe 3D-Fans. Hier erfahrt Ihr alles, was Ihr über Filamente wissen müsst. Lasst uns also heute über Kunststoff sprechen. Wir werfen einen Blick auf die verschiedenen Arten von Kunststoffen, die als Filamente erhältlich sind, gehen auf einige der Eigenschaften und Verwendungen ein und diskutieren alle Vor- und Nachteile. Also fangen wir gleich an.
PLA (engl. Polyactic Acid = Polymilchsäure)
PLA ist ein Material mit geringer Flexibilität. Obwohl es sich hervorragend für viele Anwendungen eignet, ist es wichtig zu beachten, dass PLA sowohl durch längeres Sonnenlicht als auch durch anhaltenden Kontakt mit Wasser beschädigt werden kann. Während PLA nicht der haltbarste Kunststoff auf unserer Liste ist, ist es ziemlich zäh und kann durch Glühen (engl. Annealing) stärker gemacht werden.
Dieses Polymer ist in den letzten Jahren aus mehreren Gründen die vorherrschende Wahl für den Hobbydruck geworden. PLA ist sehr fehlerverzeihend in der Handhabung und einfach zu drucken. Es erfordert relativ niedrige Temperaturen und benötigt nicht einmal ein beheiztes Bett oder Gehäuse, was es zu einem Einstiegsprodukt macht. PLA wird normalerweise zwischen 180 und 220°C gedruckt, obwohl einige Marken und Polymer-Mischungen etwas höhere Temperaturen erfordern. Ein beheiztes Bett kann bei der Modellhaftung helfen, wenn PLA verwendet wird, aber es ist nicht unbedingt erforderlich. PLA kann problemlos auf einem nicht beheizten Bett gedruckt werden und die Schrumpfung bei Verzug ist bei diesem Material minimal. Beliebte Drucker im Open-Frame-Stil für den Desktop-Einsatz wäre z. B. die beliebte Ender 3-Serie.
ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
ABS wurde bekannt aufgrund seiner Stärke und Widerstandskraft aber es ist wankelmütig, da es zum Schrumpfen und Verziehen (Warping) neigt. Es erfordert fast immer ein Gehäuse für den Drucker, um gute Qualitätsergebnisse zu erzielen, wobei das Problem der Temperaturabweichung das Verziehen verursacht. Durch die Verwendung eines Gehäuses oder etwas Ähnlichem kann dies etwas gemildert werden. Mit ABS hergestellte Drucke sind extrem stark und langlebig. Wer schon einmal selbst auf einen Legostein getreten ist, der weiss, von welchen Eigenschaften ich hier gerade spreche 🙂 Ein weiterer Vorteil von ABS ist die Tatsache, dass es in bestimmten Lösungen löslich ist, was bedeutet, dass es chemisch zu nahtlosen Objekten zusammengeschweißt werden kann.
PETG (Polyethylenterephthalat mit Glykol)
Das nächste Filament auf unserer Liste ist PETG. Ihr werdet am Häufigsten von PETG hören aber P-E-T (Polyethylenterephthalat) und P-E-T-T sind zwei ähnliche Polymere mit ähnlichen Eigenschaften. PETG ist das Gebräuchlichste und ist einfach PET mit zugesetztem Glykol. PETs sind normalerweise durchscheinend und aus diesem Grund der Standard für Plastikflaschen und andere ähnliche Verpackungen. Es ist ähnlich wie ABS in Sachen Stärke und Haltbarkeit, aber etwas flexibler als PLA. Während PETG bei ähnlich hohen Temperaturen wie die von ABS verwendeten druckt, hat es nicht die gleichen Probleme in Sachen Verziehen und Abtrennen von der Druckoberfläche. Optimale Versuche mit PETG lagen bei uns im Bereich von 225 bis 260°C mit einem beheizten Bett um 60 bis 70°C, um die Haftung zu unterstützen. Es erfordert nicht unbedingt ein Gehäuse und es ist unserer Meinung nach eines der schönsten und farbenfrohesten Filamente zum Ausdrucken. Kurze Anmerkung: PETG ist hygroskopisch und nimmt daher Feuchtigkeit aus der Luft auf. Lagert es also entsprechend und/oder verwendet z. B. Filamentboxen mit Silikatpäckchen.
TPU / TPC / TPE (thermoplastische Polyurethane)
Hierbei handelt es sich um thermoplastische Elastomere. Sie sind flexible Kunststoffe, obwohl es nicht die stärksten Filamente sind. Flex-Filamente sind wirklich hochflexibel. Sie werden normalerweise am Besten mit einem Direktextruder gedruckt aber es kann auch über ein Bowdenextruder erfolgen, wenn man die Gewschwindígkeit stark herab setzt. TPU erfordert keine extremen Temperaturen und druckt gut um 210 bis 230°C. Es gibt eine Menge cooler Verwendungsmöglichkeiten für dieses Material, von Cosplay bis hin zu Schuhen und vielem mehr. TPU schrumpft oder verzieht sich beim Drucken nicht stark, sodass man nicht wirklich ein Drucker-Case für die drei Polymere benötigt. Es hat außerdem eine höhere Beständigkeit gegen UV-Strahlung und Hitze.
So, das waren die vier grundlegenden Filamenttypen, aber lasst uns doch auch über etwas exotischere Filamente sprechen, wie wäre es z. B. mit
NYLON
Nylon ist ein sehr häufig verwendetes Material im 3D-Druck mit Pulverschmelzverfahren. Wusstet Ihr, dass es auch in Filamentform erhältlich ist? Aus Nylon gedruckte Teile sind super stark, flexibel und langlebig. Besser geht’s eigentlich nicht. Es erfordert ziemlich hohe Temperaturen von 240 bis 260°C und eine Betttemperatur zwischen 70 und 100°C, also ist es gerade noch im Bereich des oberen Endes des Ender 3 und seiner Klone. Es schrumpft und verzieht sich jedoch, wenn ihr den Drucker nicht gehoused habt. Es ist außerdem ebenfalls hygroskopisch! Lagert es aufgrund seiner hohen Festigkeit und Haltbarkeit immer trocken. Nylon eignet sich hervorragend für Dinge wie Werkzeuge und funktionale mechanische Teile.
PC (Polycarbonat)
Okay, also was ist dieses Polycarbonat? PC ist zu allererst eines: Erstaunlich! Seine transparente Natur und extreme Haltbarkeit machen es ideal für Dinge wie Bildschirme und können sogar zu kugelsicherem Glas verarbeitet werden. Der einzige Nachteil für den Hobby-Printer ist die erforderliche hohe Temperatur von 270 bis 310°C für das Hotend, was bedeutet, dass die Mindesttemperatur zum Drucken dieses Materials außerhalb des Bereichs der meisten Standarddrucker liegt. Man kann in einigen Fällen auf ein Hotend mit höherer Temperatur upgraden aber es ist möglicherweise nicht so unkompliziert wie es klingt. Dieses Filament verzieht sich auch leicht, sodass man auf jeden Fall ein Gehäuse benötigt und es ist ein darüber hinaus auch wieder ein Filament, das man auf jeden Fall in einer Trockenbox aufbewahren sollte, wenn man es nicht verwendet.
Jetzt werde ich kurz auf die restlichen Filamente eingehen, und Ihr könnt sie selbst genauer untersuchen und gerne Eure Erfahrungen hier posten.
REINIGUNGSFLAMENT
Es gibt etwas, das als Reinigungsfilament bezeichnet wird. Man kann es statt herkömmlichem Filement einlegen und durch das Hotend und die Düse laufen lassen. Es reinigt den Flusskanal und nimmt Ablagerungen mit. Wartet Euren Drucker regelmäßig, um die Haltbarkeit zu erhöhen.
Duo/Tripple CHAMELEON FILAMENT
Bei diesen (i. d. R. PLA-) Filamenten sind zwei Farben parallel aneinander extrudiert worden, sodass das spätere Modell in verschiedenen Farben erstrahlt, je nachdem, aus welchem Winkel man es betrachtet. Sehr cooler Effekt.
GLOW-IN-THE DARK FILAMENT (nachtleuchtend/fluoreszierend)
Filament, das im Dunkeln leuchtet! Ja, richtig verstanden. Es gibt im Dunkeln leuchtendes Filament. Wenn Ihr es regelmäßig verwendt, müsst Ihr Eure Düse regelmäßig wechseln, da es stark abrasiv ist und sie schnell abnutzt. Darüber hinaus ist es eine ziemlich coole Sache. Man kann es es in verschiedenen leuchtenden Farben wie Pink, Grün, Gelb und Blau bekommen.
THERMONCHROME Filamente (Farbwechsel)
Der Name setzt sich zusammen aus THERMO, was Temperatur bedeutet und CHROME steht für Farbe, also ändert dieses Material seine Farbe mit der Temperatur. Es hat im Grunde eine Farbe, wenn es heiß aus der Düse kommt, und eine andere Temperatur, wenn es abkühlt und dann kann es entweder in Eis oder heißes Wasser getaucht werden, um die Farbe zu ändern.
BIOLOGISCH ABBAUBARES FILAMENT (engl. biologicaly degradeable Filament)
Es gibt biologisch abbaubares Filament. Jetzt hört man vielleicht viele Leute sagen, dass die meisten PLAs unter den richtigen Bedingungen biologisch abbaubar sind, aber es gibt auch Kunststoffe, die auf natürliche Weise biologisch abbaubar sind. Man weis, dass dies eine Industrie ist, die viel Plastik und Plastikabfall aufbraucht und es schön ist, dass wir diesen Abfall für andere Produkte recyceln können. Wenn man es zermahlen kann, um es wiederzuverwenden, ist es schön zu sehen, dass dadurch Abfall reduziert wird.
GEFÜLLTE FILAMENTE (additive Filamente)
Es gibt außerdem viele verschiedene Arten von gefüllten Filamenten (engl. FILLED filaments). Da gibt’s alles, angefangen von der Holzfüllung bis zum Metallschmutz. Es gibt sogar glasgefüllte Kohlefaserfüllung und sogar mit Bier und Hanf infundierte Filamente. Es gibt (man glaubt es kaum) leitfähiges Filament. Dieses Material ist großartig für Multi-Extruder-Maschinen, mit denen man funktionierende Schaltkreise (Platinen) auf einmal drucken kann. Das Filament ist elektrisch leitfähig, was das Drucken von Dingen wie Schaltern, Knöpfen und solchen Dingen ermöglicht. Sowas ist ziemlich cool und ich bin gespannt, wohin sich das in den nächsten Jahren entwickeln wird, weil ich denke, dass es ziemlich GROSS werden wird in der Industrie.
ASA (Acrylester-Styrol-Acrylnitril)
ist ein sehr ähnliches Filament zum ABS, außer dass es outdoor nicht degradiert oder vergilbt. Wenn man etwas mit ABS drucken möchte und sich nicht um die ABS-Probleme kümmern will, schnappt man sich etwas ASA und kann sein Objekt anschließend problemlos nach draußen stellen.
LÖSLICHES Material
Eines der Dinge, die ich nicht angesprochen habe, ist LÖSLICHES Material (engl. soluble material), das im Allgemeinen in einer DUALextrudermaschine verwendet wird, um die Supports für das Objekt zu drucken, da das Teil anschließend in ein Bad mit der entsprechenden chemischen Lösung gelegt werden kann, um selbige Supports wieder gänzlich aufzulösen und nur noch den eigentlichen Druck übrig zu behalten. Dieser Prozess ist wirklich erstaunlich und spart eine Menge Post-Processing (Nacharbeit) wie Schleifen und andere Dinge, die bei sowas (eigentlich immer) erforderlich wären. Es gibt wirklich keine Schnittstelle zwischen den beiden Kunststoffen. Das Lösliche löst sich vollständig auf und man hat allenfalls ein paar Pickel oder Beulen in dem anderen Filament, das man reinigen muss. In den meisten Fällen ist es ein wirklich sehr sauberer Prozess doch leider… chemisch.
Ihr seht also, es gibt eine wahre Fülle an Optionen da draußen am 3D-Markt und es werden täglich mehr. Es gibt unzählige weitere Filamente und die Innovatoren in unserem Bereich sind ständig bestrebt, neue und interessante Produkte auf den Markt zu bringen, also haltet die Augen offen für das, was da noch kommt..
Euch allen stets viel Erfolg mit Euren Projekten. Bei Fragen mailt uns gerne an.
Gruß
Stefan vom
MakerTeam