Materialberatung

MATERIALIEN IM 3D DRUCK

Folgende Materialien stehen für den 3DDruck im FDM-Verfahren als Filament zur Verfügung:


Materialberatung

ist ein thermoplastischer Kunststoff, der den meisten Menschen in Form der PET-Flaschen bekannt ist. PETG ist ein mit Glykol modifiziertes PET, das sich durch seine besonders hohe Transparenz und niedrige Viskosität auszeichnet.

Anwendungsgebiete

• Lebensmittelbehälter
• Vasen
• medizinische Anwendungen
• durchsichtige Ummantelungen im Technikbereich
• Vordächer
• generell Anwendungen, in denen hohe Transparenz wünschenswert ist

Eigenschaften

Modifizierung von PET mit Glykol ist eine beliebte Methode, um die Verarbeitungseigenschaften von reinem PET den gewünschten Druckattributen näher zu bringen. Die gewünschten Druckeigenschaften sind hierbei eine niedrigere Schmelztemperatur und die Senkung der Kristallisaton. Glykol sorgt in diesem Fall für beide Eigenschaften, welche sich wiederum in einfacherem Druck und höherer Transparenz des gedruckten Objekts niederschlagen. Zum Zweiten verleiht Glykol dem PET eine niedrigere Viskosität! Viskosität ist die Messzahl für die Dickflüssigkeit eines Stoffes – je höher die Viskosität, desto zähflüssiger ist das Material. Dank des Glykols wird das geschmolzene PETG weitaus mehr niedrigviskos – „flüssiger“ – was wiederum den Druckprozess und dessen Geschwindigkeit um ein Vielfaches verbessert.

Schnellere und verlässlichere Druckergebnisse sind die Folge, die ein angenehmes Gesamtpaket für jeden Nutzer des PETG Filaments schnüren. Abgerundet durch sehr hohe Zähigkeit und die erwähnten guten transparenten Eigenschaften, die optimale Voraussetzungen für mechanische Anwendungen bieten, in denen der „richtige Durchblick“ benötigt wird, ist PETG ein äußerst verlässlicher Kunststoff für den Heim- und Profianwender. Aus mechanischer Sicht besticht PETG wie z. B. HDglass Filament durch hohe Schlagzähigkeit und ist zudem äußerst witterungsbeständig, was Objekte beispielsweise für den Garten auch in Betracht kommen lässt. FormFuturas HDglass ist zudem durch das FDA lebensmittelecht zertifiziert und kann daher unbedenklich in Berührung mit Lebensmitteln kommen, oder sogar als medizinische Anwendung Nutzen stiften.

PLA

Polylactide (Kurz PLA)

sind synthetische Polymere, die zu den Polyestern gehören. Aus ihnen wird Kunststoff gefertigt, der aus regenerativen Quellen gewonnen wird (wie beispielsweise Maisstärke). Dies macht PLA zu einem biokompatiblen Rohstoff. 3D-Druck Filament ist oftmals kein reines PLA, sondern ein sogenannter PLA-Blend, dessen Grundstruktur mit Additiven angereichert wird, um bestimmte gewünschte Eigenschaften zu erhalten.

Anwendungsgebiete

• Medizinische Anwendungen
• Essensverpackungen
• Transportbehälter und Einkaufstüten
• Figuren
• Hygieneprodukte
• Spielzeug
• oder vielerlei Gehäuse – und Bedienungsteile

Eigenschaften

PLA ist mit ABS der am weitesten verbreitetste Kunststoff im Filamentmarkt. PLA zeichnet sich vor allem durch seine Biokompatibilität aus, welche den Kunststoff lebensmittelecht macht und im Gegensatz zu ABS beim Druckvorgang mit keinem unangenehmen Geruch einhergeht. Der süßliche Geruch erinnert eher an die darin enthaltene Maisstärke, als an geschmolzenes Plastik. Geringe Feuchtigkeitsaufnahme sorgt für einfachere Lagerung und hohe UV-Beständigkeit, sowie schwere Entflammbarkeit sind praktische Eigenschaften für eine Vielzahl von Anwendungen.

Im Allgemeinen besitzt PLA mechanisch gute Eigenschaften, wie beispielsweise eine hohe Oberflächenhärte, Steifigkeit und ein hohes E-Modul (Zugfestigkeit), jedoch nur eine mäßige Schlagfestigkeit. PLA ist mäßig Temperatur – und Witterungsbeständigkeit. Die Formbeständigkeit liegt bei etwa 65 Grad, sprich für thermisch intensive Anwendungen und Objekte ist PLA der falsche Rohstoff. Der Mythos, dass PLA aufgrund seiner biokompatiblen Eigenschaften, als biologisch abbaubar gilt, ist falsch. Technisch ist dies zwar möglich, doch ist dies unter normalen Umständen kaum zu erreichen. Um PLA richtig zu kompostieren, werden industrielle Kompostieranlangen benötigt. Allerdings sind gewisse Lignin-Blends durchaus in der Lage auch in der Natur abgebaut zu werden.

ist ein synthetisches Polymer, dass aus den einzelnen Monomeren Acrylnitril, 1.3 Butadien und Styrol hergestellt wird. ABS ist amorph und gehört zur Gruppe der Thermoplaste.

Anwendungsgebiete

• Karosserieteile
• Gehäuse für Telefone und Smartphones
• Küchengeräte
• Transportbehälter
• Kopfhörer
• Sicherheitshelme
• Spielzeug
• Gehäuse – und Bedienungsteile

Eigenschaften

ABS ist einer der meistverbreiteten Kunststoffe der Welt. Durch den Zusatz von Acrylnitril ist ABS besonders widerstandsfähig gegen Öle, Fette und hohe Temperatur. ABS ist normal entflammbar und entwickelt dunklen, nach schmorendem Plastik riechenden Rauch, der nicht eingeatmet werden sollte. Die wohl wichtigsten Eigenschaften von ABS sind die hohe erreichbare Steifigkeit, Zähigkeit und Festigkeit. Abgerundet wird das Gesamtpaket durch sehr gute Schlag- und Kratzfestigkeit. Mäßige Witterungsbeständigkeit ist einer der wenigen Nachteile, und trotzdem ist diese noch um ein Vielfaches höher als beispielsweise bei PLA. Schwächen finden sich vor allem in der niedrigen UV-Beständigkeit, die dazu führt, dass ABS schnell vergilbt und unter zu langem UV-Einfluss auch spröde wird. Wer eine UV-beständigere Variante sucht, sollte sich ASA anschauen.

Aufgrund dieser Eigenschaften ist ABS für vielerlei Anwendungen im Modellbau, der Feinwerk- und Elektroindustrie oder der Automobilindustrie geeignet.

TPE

Flexibles Filament ist ein thermoplastisches Elastomer (Kurz TPE)

Interessant, doch was bedeutet das für alle nicht-Chemiker unter uns? Elastomere sind Kunststoffe, die sich unter verschiedenen Belastungen wie Zug oder Druck elastisch verformen und anschließend wieder in ihre ursprüngliche Form zurückfinden.

Anwendungsgebiete

• Bauwesen
• technische Bauteile
• Gegenstände im Sport- und Freizeitbereich für draußen
• Briefkästen
• Hinweisschilder
• Fensterrahmenflächen
• Antennenummantelungen

Eigenschaften

Man könnte die Eigenschaften mit einem normalen Gummiband vergleichen. Doch warum druckt man dann nicht einfach Gummi? Gummi ist leider kein Thermoplast, was bedeutet, dass der Werkstoff nach seiner Aushärtung nicht mehr erhitzt und verformt werden kann. Und es ist genau diese Kombination aus Flexibilität und thermoplastischen Eigenschaften, welche die meisten TPEs (besser bekannt als flexibles Filament) extrem interessant für Anwendungen macht, die nicht starr und formfest bleiben sollen (wie beispielsweise ein Sportschuh).

Thermoplastische Elastomere (oder auch Elastoplaste) sind Elastomere, die sich bei Raumtemperatur wie klassische Vertreter verhalten, jedoch beim Erhitzen verformbar werden. Meist sind dies Copolymere, die aus einer „weichen“ Elastomer- und einer „harten“ thermoplastischen Komponente bestehen. Die Eigenschaften der Elastoplaste liegen zwischen denen von Duroplasten und Thermoplasten.

Es sind praktisch alle Härtegrade erzielbar, was sich auch in verschiedenen Filamenten zum Ausdruck bringt. Gute thermische Eigenschaften mit hoher Reichweite, angefangen bei minus 40 Grad Celsius gepaart mit hoher Witterungs – und UV-Beständigkeit, machen TPE zu einem guten Material für Isolierarbeit, im Haus und Garten. Elektrische Isolierung oder Schalldämmung sind ebenfalls mögliche Anwendungsbeispiele, die vorallem im Bauwesen Anwendung finden. Schlussendlich besitzt TPE eine hohe Resistenz gegenüber einer breiten Palette an Ölen, Fetten und Abreibung.

ist ein Terpolymer mit ähnlichen Eigenschaften und ähnlichem Herstellungsprozess wie ABS. ASA gilt als extrem witterungsbeständig und wird daher auch als das “ABS für draußen” bezeichnet.

Anwendungsgebiete

• Schuhe
• flexible Halterungen
• Armbänder
• Schläuche
• Rohrdämmungen
• Matten
• Rollschuh und Skateboardräder
• Spielbälle

Eigenschaften

ASA besitzt sehr ähnliche Eigenschaften wie ABS und zeichnet sich durch hohe Resistenz gegen eine breite Palette an Ölen und Fetten, hohe Temperaturbeständigkeit und sehr gute mechanische Eigenschaften aus. Dies ist dem eingemischten Acrylnitril zu verdanken. Zu den hoch geschätzten Eigenschaften von ABS wie starker Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit kommt bei ASA noch eine Resistenz gegen UV-Strahlung hinzu. Dies bedeutet konkret, dass ASA bei langer Sonneneinstrahlung weder vergilbt noch spröde wird und somit einen entscheidenden Nachteil von ABS ausgleichen kann. ASA besticht zudem durch eine hochwertig glänzende Oberfläche und ist damit auch eine Freude fürs Auge.

Aufgrund seiner ausgezeichneten Witterungsbeständigkeit ist ASA das „ABS für draußen“, sprich es kann für Gehäuse und Gebäudeteile eingesetzt werden, die oft der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.

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