3D Druck Filamente

ABS (Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymer) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der besonders widerstandfähig gegen hohe Temperaturen, Fette und Öle ist. Zudem ist er gut geeignet, um mechanische Teile mit feinen Details zu drucken, die stark und schlagfest sein müssen. Im Alltag findet man ABS z.B. in Produkten wie Fahrradhelmen, Smartphone-Hüllen oder Spielbausteinen. Während der Verarbeitung benötigt der Druckkopf eine hohe Temperatur und es entstehen toxische Dämpfe, die nicht übermäßig eingeatmet werden sollten. Durch die gute chemische Beständigkeit ist es dann im Anschluss gut zu bearbeiten. Vom Fräsen bis hin zum Lackieren und Schleifen ist alles möglich. So können dann sogar auch glänzende Oberflächen ähnlich eines Spritzguss-Teils erreicht werden. Ist jedoch ein UV-beständiges 3D Modell geplant, so bietet ABS jedoch keine optimalen Voraussetzungen, da es unter beständigem UV-Einfluss schnell vergilbt und spröde wird. Hier wäre dann z.B. ASA eine denkbare Alternative.

PLA (Polylactide bzw. Polymilchsäure) ist ein biokompatibles Filament, das z.B. aus Quellen wie Maisstärke und ohne die Verwendung von Öl gewonnen werden kann. Damit ist der Kunststoff lebensmittelecht. Außerdem weist er eine hohe UV-Beständigkeit und Oberflächenhärte auf und ist nur schwer entflammbar. Jedoch ist das Material nur mäßig witterungs- und temperaturbeständig, da es bereits ab einer Temperatur von 65 Grad die Formbeständigkeit verliert. Aber aufgrund dieser relativ niedrigen Schmelztemperatur lässt sich PLA auch leichter verdrucken als ABS und entwickelt bei der Verarbeitung keine unangenehmen Gerüche. Bei der Nachbearbeitung kann das 3D Druckmaterial aufgrund der fehlenden mechanischen Stabilität leicht brechen. Deshalb eignen sich Schritte wie das Schleifen, Bemalen oder Kleben zur Bearbeitung des 3D Drucks besser als das Fräsen und Bohren. Letztlich entstehen die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von PLA als 3D Drucker Filament auch durch die Vielfalt an verfügbaren Farben. Auch transparente 3D Modelle können damit gedruckt werden.

PETG ist ein mit Glykol modifiziertes PET (Polyethylenterephthalat), wodurch ein besonders festes, glänzendes und transparentes 3D Drucker Filament entsteht. Durch diesen Zusatz können dann auch Schmelztemperatur und Kristallisation gesenkt werden, was wiederum den 3D Druck vereinfacht und die Transparenz erhöht. Für farbige 3D Modell kann direkt auf eine große Vielfalt an gefärbtem Filament zurückgegriffen werden. Insgesamt ist PETG mechanisch stabil, chemisch resistent und witterungsbeständig, sodass auch der Einsatz im Außenbereich denkbar ist. Bei der Verarbeitung sorgt dann die gute Viskosität für eine hohe Druckgeschwindigkeit. Zur Nachbearbeitung sollte PETG z.B. zusätzlich lackiert werden, da die Oberfläche schnell zerkratzt.

ASA (Acrylester-Styrol-Acrylnitril) besitzt ähnliche Eigenschaften wie ABS, entwickelt im Vergleich dazu aber weniger Geruchsbelästigung während des Druckvorgangs und wird aufgrund der hohen Witterungsbeständigkeit und UV-Resistenz auch als ABS für den Outdoorbereich bezeichnet. Wie ABS ist auch das Filament ASA resistent gegen Öle und Fette, temperaturbeständig, sehr fest und hat gute mechanische Eigenschaften. Zusätzlich können durch die hohe Druckpräzision 3D Modelle detailreich gedruckt werden. Für die Nachbearbeitung sind verschiedenste Methoden wie Fräsen, Schleifen, Bohren und Sägen aufgrund der hohen Schlagfestigkeit und weichen Oberflächenhärte möglich.

TPE sind Thermoplastische Elastomere, die sich als flexibles Filament unter unterschiedlichen Belastungen wie Druck oder Zug verformen lassen, um anschließend wieder in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren. Im Gegensatz z.B. zu einem Gummiband, das sich nach der Aushärtung nicht mehr erhitzen und verformen lässt, ist es diese wiederholbare, flexible Eigenschaft von TPE, die es für die Anwendung im 3D Druck spannend macht. Durch verschiedene, chemische Zusammensetzungen können dann auch unterschiedliche Härtegrade erzielt werden. Weitere Vorteile sind die Witterungs- und UV-Beständigkeit sowie die Resistenz gegenüber Chemikalien, Ölen und Abreibung. Im Alltag findet daher man TPE als dehnbares, weiches Material, das auch Erschütterungen gut aushalten kann, beispielsweise in Haushaltsgeräten, Automobilteilen oder zur Isolierung und Schalldämmung im Bauwesen. Allerdings ist es schwer und nur langsam zu drucken und nur zusammenhängende Drucke sind möglich.

Mit Skulpt Filament gedruckte 3D Objekte können auch noch nachträglich durch Wärmeeinfluss verformt werden. Somit können also auch nach dem Druck Modelle noch angepasst, verändert oder optimiert werden. Das zeigt sich vor allem in der einfachen Nachbearbeitung von Skulpt Bauteilen. Polieren, Bemalen, Schnitzen oder Hinzufügen von zusätzlichem Skulpt Material ist ohne Probleme möglich. So ist es ein interessantes 3D Druckmaterial für Architekten, Industriedesigner oder zur Fertigung von Prototypen.

SBC (Styrol-Butadien-Copolymer) verbindet einfache Druckbarkeit mit Elastizität, Festigkeit und Belastbarkeit. Durch den hohen Glanzgrad und die plexiglasartige Transparenz mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit ist SBC ein sehr klares Filament, das dadurch für verschiedenste Bereiche eingesetzt werden kann. Auch in der Verarbeitung durch den 3D Drucker lässt sich das Filament durch ein gutes Fließverhalten einfach verarbeiten.

Verbundmaterialien stellen eine besondere Form der 3D Druck Filamente dar. Meistens bildet PLA die Basis und wird in variierenden Anteilen mit Fasern anderer Stoffe verbunden. So findet man Filamente, die mit echten Partikeln von Holz, Metall, Kork, Stein oder Carbon versetzt sind. Die Bandbreite hier ist groß: 3D Druckmaterial gefüllt mit Holz von Kiefer, Birke, Olivenbaum oder Weide, aber auch verschiedene Metalle wie Bronze oder Kupfer sorgen für eine große Vielfalt im 3D Druck. Der besondere Vorteil dieser Filamente ist, dass durch die Vermischung mit den genannten Rohstoffen neben der Optik und Haptik meistens auch deren Geruch im 3D Modell vorhanden ist. Verbundmaterialien lassen sich alles in allem zwar relativ einfach, aber nur langsam verdrucken und sind eher für einfache Geometrien geeignet.