Arten von 3D-Drucker-Filamenten

Der 3D-Druck ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem dreidimensionale Teile aus einem digitalen Produktentwurf erzeugt werden. Bei diesem Verfahren werden Materialschichten hinzugefügt, um ein Objekt zu erstellen. Filament ist ein thermoplastisches Material, das zum Drucken von 3D-Objekten mit 3D-Druckern mit Fused Deposition Modeling (FDM) und Fused Filament Fabrication (FFF) verwendet wird. Es ist in verschiedenen Farben und Materialien erhältlich, darunter PLA, ABS, PETG und viele andere. Das Filament wird in der Regel auf eine Spule gewickelt und dann in den Extruder eines 3D-Druckers eingelegt.

Polymilchsäure (PLA) ist ein biologisch abbaubarer thermoplastischer Kunststoff, der aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen wird. Dazu gehören Materialien wie Maisstärke, Tapiokawurzeln oder Zuckerrohr. PLA-Filament ist bei 3D-Druck-Enthusiasten sehr beliebt, da es einfach zu verwenden ist, biologisch abbaubar ist und kein Heizbett benötigt. Das Material ist in einer Vielzahl von Farben erhältlich, die häufig für Prototypen, Modelle und kleine Produktionsteile verwendet werden.

PLA-Eigenschaften:

• Kostengünstig
• Vielfältige Farben
• Es entstehen keine Dämpfe
• Weniger anfällig für Verformung
• Biologisch abbaubar
• Mittelmäßige mechanische Eigenschaften

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien im 3D-Druck. ABS wird in der Regel für Teile verwendet, die mehr Festigkeit und Haltbarkeit als PLA erfordern. ABS-Filament ist bekannt für seine einfache Handhabung und Erschwinglichkeit.

ABS-Eigenschaften:

• Kostengünstig
• Stark
• Zäh
• Chemische Beständigkeit
• Thermische Beständigkeit
• Erzeugt giftige Dämpfe
• Anfällig für Verformung

Kohlefaser wird aus einer Kombination von Kohlefasern und Kunststoff entwickelt. Es handelt sich um ein leichtes Material, das häufig im 3D-Druck verwendet wird, um Teile mit hoher Festigkeit und Haltbarkeit herzustellen. Kohlefaserfilament ist in der Regel teurer als andere Filamente, bietet aber eine Reihe von Vorteilen in Bezug auf Festigkeit und Leistung. Es wird häufig bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie verwendet. Kohlefaserfilament kann mit einer Vielzahl von 3D-Druckern verwendet werden, darunter FDM (Fused Deposition Modeling), SLA (Stereolithografie) und SLS (Selektives Lasersintern).

Eigenschaften von Carbonfasern:

• Leichtes Gewicht
• Hohe Festigkeit
• Hohe Temperaturbeständigkeit
• Geringe thermische Ausdehnung
• Niedrige elektrische Leitfähigkeit
• Chemische Beständigkeit
• Teuer
• Schwierig zu drucken
• Giftige Dämpfe
• Schlechte Oberflächenbeschaffenheit des Drucks

Nylonfilament wird aus Polyamid gewonnen, einem starken, leichten und flexiblen synthetischen Polymer. Es wird häufig zur Herstellung von Teilen verwendet, die stark und haltbar sein müssen, wie z. B. Zahnräder, Halterungen und andere mechanische Teile. Nylon ist außerdem verschleißfest und eignet sich zur Herstellung von Gegenständen, die hitze-, chemikalien- und feuchtigkeitsbeständig sein müssen. Es wird auch für die Herstellung von Gegenständen mit glatter, glänzender Oberfläche verwendet.

Eigenschaften von Nylon:

• Stark
• Chemisch beständig
• Flexibel
• Hitzebeständig
• Anfällig für Verformung
• Ultraviolette Zersetzung
• Druckt bei hohen Temperaturen

Flex-Filament ist für ein höheres Maß an Flexibilität und Elastizität ausgelegt als herkömmliches Filament. Flex-Filament wird aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt, darunter TPU (thermoplastisches Polyurethan) und TPE (thermoplastisches Elastomer). Es wird am häufigsten für den Druck von Prototypen, Spielzeug oder Teilen wie Gummidichtungen verwendet. Flex-Filamente werden aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) hergestellt und sind in verschiedenen Farben, Größen und Härten erhältlich.
Flex-Eigenschaften:

• Langlebig
• Flexibel
• Leicht zu drucken
• Chemische Beständigkeit
• Hitzebeständigkeit
• Geringe Festigkeit
• Anfällig für Schrumpfung

Hochschlagfestes Polystyrol (HIPS) ist ein thermoplastisches Polymer, das eine kostengünstigere Alternative zu ABS-Filamenten darstellt. Es wird häufig für Materialträger verwendet. Es wird für Prototypen, Verpackungen, Industrieteile und medizinische Geräte verwendet. HIPS ist ein starkes und haltbares Material, das sich leicht bedrucken lässt und eine niedrige Schrumpfungsrate aufweist, was es ideal für eine Vielzahl von Anwendungen macht. Es wird häufig als Trägermaterial für ABS- oder PLA-Drucke verwendet.

HIPS-Eigenschaften:

• Stark
• Schlagzähigkeit
• Dauerhaft
• Hitzebeständigkeit
• Gute mechanische Eigenschaften
• Druckt bei höheren Temperaturen
• Gibt beim Drucken Styrol ab
• Neigt zu Verzug
• Erfordert einen Dual-Extruder-Drucker

Polyvinylalkohol (PVA) ist ein wasserlösliches Filament, das in 3D-Druckern mit zwei Extrudern verwendet wird, um komplizierte und detaillierte 3D-Drucke zu erstellen. PVA ist für seine hervorragende Haftung an anderen Materialien bekannt, wodurch es sich perfekt für die Erstellung komplexer und hochdetaillierter Drucke eignet. Es wird häufig als Trägermaterial verwendet, um komplizierte Strukturen oder wasserdichte Strukturen zu erstellen.

PVA-Eigenschaften:

• Bett-Haftung
• Löst sich in Wasser auf
• Biologisch abbaubar in ungiftige Verbindungen
• Erfordert Dual-Extruder-Drucker
• Begrenztes Drucktemperaturfenster (185°C - 200°C)

PETG ist eine modifizierte Version von Polyethylenterephthalat (PET), einem thermoplastischen Kunststoff, der häufig für Lebensmittelverpackungen, Wasserflaschen, mechanische Teile und andere Gegenstände verwendet wird, die eine lange Haltbarkeit und Festigkeit erfordern. Dies ist auf seine hohe chemische Beständigkeit und Haltbarkeit zurückzuführen. Es ist ein zuverlässiges 3D-Druckmaterial mit guter Schichthaftung. Es lässt sich leicht drucken und ist ein beliebtes Material.

PETG-Eigenschaften:

• Flexibilität
• Chemisch stabil
• Schlagzähigkeit
• Gut für klare Produkte
• Teuer
• Schwierig zu veredeln

TPE ist ein gummiähnliches Material, aus dem Gegenstände mit elastischen Eigenschaften hergestellt werden können. Es ist bekannt für seine Flexibilität, Haltbarkeit und hohe Verschleißfestigkeit. TPE-Filamente sind eine beliebte Wahl für Anwendungen, die weiche, flexible Teile mit ausgezeichneter Stoßfestigkeit erfordern.

TPE-Eigenschaften:

• Flexibel
• Festigkeit
• Langlebigkeit
• Chemische Beständigkeit
• Leicht zu drucken
• Weniger kostspielig
• Abnutzungsbeständig
• Umweltfreundlich
• Schlechte Adhäsion

Polycarbonat (PC) ist im Vergleich zu anderen 3D-Druck-Filamenten für seine hohe Festigkeit und Haltbarkeit bekannt. PC-Filament wird häufig für Automobilteile, Schutzkleidung und industrielle Komponenten verwendet. Es wird auch für den Druck von Objekten verwendet, die ein hohes Maß an Hitzebeständigkeit erfordern, wie z. B. Küchenutensilien und medizinische Geräte.

PC-Eigenschaften:

• Stark
• Flexibel
• Hitzebeständigkeit
• Optische Qualitäten
• Anfällig für Abrasion
• Druckt bei hohen Temperaturen

Andere in Frage kommende Filamente sind:

TPU - Thermoplastisches Polyurethan (TPU) wurde entwickelt, um im Vergleich zu anderen 3D-Druckmaterialien eine höhere Flexibilität und Haltbarkeit zu bieten. TPU-Filament zeichnet sich durch seine geringe Abriebfestigkeit aus, wodurch der Verschleiß von 3D-Druckerkomponenten verringert wird.
PP - Polypropylen (PP) ist ein thermoplastisches Polymer, das leicht und flexibel ist und für seine Stärke, Haltbarkeit und Erschwinglichkeit bekannt ist. PP zeichnet sich durch hervorragende chemische Beständigkeit aus, ist ungiftig und gehört zu den am häufigsten verwendeten Kunststoffen für Alltagsprodukte. Es wird zur Herstellung von Produkten wie Gehäusen, medizinischen Teilen, Spielzeug, Vorrichtungen und mechanischen Teilen verwendet und kann auch für lebensmittelechte Anwendungen eingesetzt werden.
PEEK - Polyetheretherketon (PEEK) ist ein außergewöhnlich hitzebeständiger und starker thermoplastischer Kunststoff. Es ermöglicht die Herstellung robuster und langlebiger Teile mit hervorragender chemischer Beständigkeit, die Temperaturen von bis zu 270 °C standhalten können. Peek Filament eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik.
PEI - Polyetherimid (PEI) ist ein Filament mit guter Hitzebeständigkeit, Festigkeit und Haltbarkeit, was es ideal für den Druck von Teilen macht, die hohen Temperaturen standhalten müssen, wie z. B. Motorkomponenten oder Teile, die eine starke, starre Struktur erfordern. Seine Festigkeit und Haltbarkeit sind für Anwendungen in der Medizin und der Luft- und Raumfahrt begehrt. PEI-Folien werden auf 3D-Druckerbetten verwendet, da sie sich leicht entfernen lassen - es ist eine nahezu wartungsfreie Bauoberfläche für die meisten Filamenttypen auf beheizten und unbeheizten Druckerbetten.