Welcher Kunststoff ist besser für einen 3D-Drucker?

Kunststoff für einen 3D-Drucker (Filament) ist ein hermetisch versiegeltes thermoplastisches Filament. Filamente unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung, was die Herstellung eines Endprodukts mit sehr unterschiedlicher Funktionalität ermöglicht.

Kunststoffarten für 3D-Drucker

Herkömmlicherweise werden Materialien in drei Gruppen eingeteilt:

1. Standard;
2. Flexibel;
3. Zusammengesetzt.

Standardkunststoff ist einfach zu verwenden und verfügt über universelle physikalische Eigenschaften. In dieser Kategorie gibt es 6 Typen, die bei Benutzern am beliebtesten sind: PLA, ABS, Nylon, PET, ColorFabb nGen, ASA. Sie werden in vielen Branchen zur Herstellung von Produkten unterschiedlicher Festigkeit und Lebensdauer eingesetzt. Beispielsweise werden Einweggeschirr für die Lebensmittelindustrie und chirurgische Fäden für die Medizinindustrie aus PLA-Kunststoff hergestellt.

Flexibler Kunststoff hat ähnliche Eigenschaften wie Gummi. Wird zum Drucken von Produkten mit hoher Flexibilität verwendet. Die bekanntesten in dieser Gruppe sind TPE/RUBBER, TPU, FLEX.

Verbundkunststoffe ermöglichen die Herstellung außergewöhnlicher Produkte mit den Eigenschaften von Kunststoff. Sie basieren auf Standardfilamenten PLA, ABS und anderen. Das in dieser Gruppe beliebte LAYBRICK wird zur Herstellung von Produkten verwendet, die Naturstein imitieren. Weit verbreitet in der Landschaftsgestaltung. Durch Ändern des Temperaturregimes können Sie zwei Arten von Oberflächen erhalten: glatt und rau.

Eine eigene Gruppe von Verbundwerkstoffen stellen exotische Kunststoffe dar, die Holz und Metall imitieren, Elektrizität leiten, im Dunkeln leuchten und je nach Temperatur ihre Farbe ändern.

Referenz! Filamente für den 3D-Druck werden in Form von Filamenten mit einem Durchmesser von 1,75 mm und 3 mm in einer breiten Farbpalette angeboten.

Welchen Kunststoff soll man für einen 3D-Drucker wählen?

Kunststoff wird nach seinen Eigenschaften ausgewählt, die die Eigenschaften des Endprodukts gewährleisten:

1. Stärke. Kann je nach Art variieren. Bewertet auf einer 4-Punkte-Skala. Beispielsweise weist PC-Polycarbonat die maximale Festigkeit auf (4). Minimum (1) – flexibles TPU, sehr flexibles FPE.
2. Flexibilität. Nach dem gleichen 4-Punkte-System haben flexible Kunststoffe (4), die haltbarsten Typen – Kohlenstoff, Keramik und mittelfeste – PLA können minimale Flexibilität haben (1).
3. Haltbarkeit. Die meisten Materialien haben eine gute Haltbarkeit im Bereich (3-4). Die Ausnahme bildet Keramik für den Keramikdruck mit Indikator (1).
4. Drucktemperatur. Der Grad, bei dem ein Material flexibel genug für die Extrusion wird. Hängt von der chemischen Zusammensetzung des Ausgangsmaterials ab. Sie schwankt zwischen 180-260°C. Jedes Druckermodell unterstützt ein bestimmtes Temperaturregime, das bei der Auswahl von Kunststoff berücksichtigt werden sollte.
5. Temperatur des Drucktisches. Bei fast allen Typen kommt es bei schneller Abkühlung zu einer Verformung (Schrumpfung), daher muss der Drucktisch je nach Filamenttyp auf eine Temperatur von 20-110°C aufgeheizt werden.
6. Schwer zu benutzen. Kann niedrig, mittel und hoch sein. Hängt von einer Kombination von Faktoren ab. PLA weist eine geringe Druckkomplexität auf (gibt keinen Geruch ab, ist nicht verformbar und kann ohne Erhitzen der Plattform gedruckt werden).
7. Umweltsicherheit. Hängt von der chemischen Zusammensetzung ab. Als sicher gelten Materialien, die auf nachwachsenden biologischen Ressourcen (Maisabfälle, Zuckerrohr) basieren und für deren Extrusion einen geringeren Energieverbrauch erfordern. Die Verarbeitung von Kunststoffen auf Basis petrochemischer Produkte ist energieintensiver und geht mit bedenklichen Dämpfen einher.

Referenz! Bei der Auswahl eines Kunststoffs für den 3D-Druck können zusätzlich folgende Faktoren berücksichtigt werden: der Grad der Schrumpfung (Verformung) beim Abkühlen, die Löslichkeit, die Haftung, die Transparenz und die Witterungsbeständigkeit.

Die Auswahl des Kunststoffs erfolgt durch Analyse der aufgeführten Eigenschaften. PLA mit geringer Flexibilität eignet sich beispielsweise nicht für die Herstellung von Handyhüllen, Filamente aus der gleichen ABS-Gruppe mit mittlerer Flexibilität und hoher Festigkeit gelten jedoch als ausgezeichnete Wahl.

Die besten Plastikmodelle

PLA (Polymilchsäure) ist heute das beliebteste Filament, dessen Druck keine besonderen Bedingungen erfordert. Für den Betrieb wird eine Temperatur von 180-230°C empfohlen, obwohl 210°C als optimal gelten. Es kann ohne Erhitzen des Tisches funktionieren; bei Erwärmung auf 20–60 °C verbessert sich die Haftung auf der Plattform. Die besten Verbrauchsmaterialien für den 3D-Druck zu Hause.

Referenz! PLA gilt als idealer Rohstoff zur Herstellung von Produkten mit minimaler Lebensdauer.

Hauptvorteile:

• hochwertige Drucke;
• hohe Druckgeschwindigkeit;
• kein Schrumpfen (maximal bis zu 1 %);
• unlöslich in Alkohol und Wasser.

Mängel:

• geringe Festigkeit (im Vergleich zu ABS);
• Verformung mit minimalem Aufwand;
• Hygroskopizität, die zur Ansammlung von Feuchtigkeit führt und die Haltbarkeit der Produkte verkürzt.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) – vor dem Aufkommen von PLA war es der Spitzenreiter in der Nachfrage. Verloren aufgrund schwierigerer Druckbedingungen – Betriebstemperatur – 210–250 °C, Plattformheizung – 80–110 °C.Außerdem ist aufgrund möglicher Verformungen eine langsame Abkühlung erforderlich.

Vorteile:

• lange Lebensdauer der Produkte;
• Beständigkeit gegen Stöße und hohe Temperaturen;
• gute Flexibilität.

Referenz! ABS gilt als universelles Material für die Herstellung von Produkten, die häufigem Auf- und Abbau, Hitze und Stürzen ausgesetzt sind (Handyhüllen, Gehäuse von Elektrogeräten, Legosteine, Gleitlager, Motorradhelme).

Mängel:

• komplexerer Druck;
• Kompression beim Abkühlen;
• Druckdämpfe sind für den Menschen schädlich und erfordern eine Raumbelüftung.

ColorFabb nGen ist eine gute Option für nicht professionelle 3D-Drucker. Druckt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, gibt selbst bei einer Temperatur von 260 °C keine Dämpfe ab und verfügt über eine hohe thermische Stabilität. Die Produkte haben ein schönes Aussehen.

PET (Polyethylenterephthalat) ist der weltweit am häufigsten verwendete Kunststoff. Von der Festigkeit her gehört es zur Profiklasse. Hat einen geringen Benutzerschwierigkeitsgrad. Schrumpft nicht, gibt keine schädlichen Dämpfe ab. Zur Herstellung von Lebensmittelbehältern, Werkzeugkästen, Einzelteilen und Gehäusen.