Wie wählen Sie die richtigen Filamente für Ihren 3D-Drucker aus?

So wie herkömmliche Drucker Tintenpatronen benötigen, benötigen 3D-Drucker Kunststoff-Filamente, aus denen Objekte unterschiedlicher Größe gedruckt werden. Die Auswahl des geeigneten Filaments entscheidet darüber, wie thermisch und mechanisch widerstandsfähig der Druck ist, ob er als beanspruchtes Teil verwendet wird oder wie schwer er überhaupt herzustellen ist. Erfahren Sie, wie Sie die richtigen 3D-Filamente auswählen.

Die Funktionsweise klassischer 3D-Drucker (sog. FDM/FMM-Drucker) haben wir in einem der vorherigen Artikel vorgestellt. Aber wir wiederholen es kurz:

Beim 3D-Druck schmilzt der Druckkopf das Filament und schichtet es mit präzisen Bewegungen (nach Original) auf die Matte und das gedruckte Objekt. Der geschmolzene Kunststoff härtet schnell aus und nach Fertigstellung der letzten Schicht ist es möglich, den Druck von der Matte zu entfernen. Weitere Informationen zur Funktionsweise des 3D-Drucks finden Sie im Artikel: Funktionsweise des Desktop-3D-Druckers: Grundlegende 3D-Drucktechnologie.

Was sind Druckfilamente?

Filament ist ein Verbrauchsmaterial aus Kunststoff für 3D-Drucker. Die Spule, auf der das Filament aufgewickelt ist, wird in einen Drucker eingelegt, der beim Drucken die benötigte Materialmenge abwickelt.

Filamente können unterteilt werden nach:

• Materialart (einige sind mechanisch widerstandsfähig, andere elastisch usw.),
• Durchmesser (Standard ist 1,75 mm für den Druck kleiner Objekte und 2,85 mm für den Druck mittelgroßer Objekte),
• Inhaltsstoffe (einige Filamente enthalten Zusätze, die ihnen besondere Eigenschaften verleihen),
• Gesundheitsschutz (einige Filamente sind sogar biologisch abbaubar),
• Temperaturbeständigkeit,
• Aufwendigkeit beim Drucken.

Wir unterscheiden auch Hersteller - einige genießen einen guten Ruf in der 3D-Drucker-Community, andere sind für Billigware bekannt. Die gängigsten Materialien und ihre Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

PLA-Filament

PLA-Filament ist eines der am häufigsten verwendeten. Dank seines relativ niedrigen Schmelzpunktes (ca. 180 °C) und der guten Druck-Kohäsion ist es ein ideales Material für Anfänger.

Die Basis von PLA-Filamenten ist Polymilchsäure, die aus Stärke oder Zuckerrohr hergestellt wird. Es ist eine Kette (Polymer) von Milchsäure, die im menschlichen Körper häufig vorkommt - sie wird bei intensiver Bewegung gebildet und ist eine der Ursachen für Muskelschmerzen. PLA-Filamente sind umweltfreundlich. Sie zersetzen sich in der Natur schnell und werden von einigen Herstellern als Biokunststoffe bezeichnet.

PLA-Filamentprodukte sehen relativ gut aus; sie sind jedoch nicht flexibel, sie haben eine geringe mechanische und thermische (bis 60 °C) Beständigkeit. PLA-Ausdrucke sind zerbrechlich und leicht zu brechen, wodurch sie sich für die Herstellung von Dekorationsartikeln oder detaillierten Modellen eignen.

Hochwertigere Materialien (Polaroid Universal Premium PLA Filament) sind in 20 Farben erhältlich.

ABS-Filament

ABS-Material ist eine günstigere Alternative zu PLA-Filamenten. Es ist beständig gegen relativ hohe Temperaturen, steif und stark und beständig gegen mechanische Beschädigungen und verschiedene Chemikalien.

Andererseits ist seine Herstellung nicht sehr ökologisch (ABS wird aus Öl hergestellt) und der Druck ist ziemlich anspruchsvoll. Wird die Abkühlung des Materials nicht kontrolliert, verformt sich das Produkt. Daher ist eine Druckmatte mit Heizmöglichkeit (auf eine Temperatur von ca. 80 °C) erforderlich.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beim Drucken Chemikalien gebildet werden, die bei empfindlicheren Personen zu Husten und Reizungen führen können.
ABS-Filamente eignen sich aufgrund ihrer Eigenschaften zur Herstellung von Werkzeugen (Handyhüllen, Griffe) oder beispielsweise Spielzeugen. ABS-Filamente gehören zu den günstigsten Produkten.

PETG-Filament

Die Basis von PETG-Filamenten ist der bekannte PET-Kunststoff (wird zur Herstellung von Flaschen und Verpackungen verwendet), der mit Glykol verbessert wurde. PETG-Fasern kombinieren einfaches Drucken (wie bei den PLA-Filamenten) mit Beständigkeit (wie bei den ABS-Filamenten).

PETG hat eine Reihe von Vorteilen: Es ist leicht zu recyceln, seine Produkte sind stark und beständig gegen höhere Temperaturen. Es lässt sich perfekt mit Leim verbinden und produziert beim Verbrennen keine giftigen Stoffe.

Nachteile des Materials sind die Neigung zur Aufnahme von Luftfeuchtigkeit. PETG ist ideal für die Herstellung von beweglichen, mechanisch beanspruchten Teilen und Komponenten. Der Druck mit dieser Art von Filament ist jedoch anspruchsvoller - es ist erforderlich eine Druckmatte mit Heizmöglichkeit (auf eine Temperatur von ca. 60 °C).

PETG Filamente sind sowohl mit einem Durchmesser von 1,75 mm für den Druck kleinerer Objekte (GEMBIRD PETG-Filament, 1,75 mm) als auch mit einem Durchmesser von 2,85 mm (VERBATIM 3D Printer PET-G Filament 2,85 mm) für größere Objekte erhältlich.

TPE-Filament

TPE ist ein flexibles gummiartiges Material. Es ist schwieriger zu drucken; die Drucktemperatur liegt bei ca. 220 °C und die Temperatur der Druckmatte muss zwischen 20 und 40 °C gehalten werden, was vor allem an heißen Sommertagen zum Problem werden kann.

TPE-Produkte sind flexibel und beständig. TPE-Filamente werden zur Herstellung von Automobilteilen (Dichtungen), Haushaltshilfen, Handyhüllen, aber auch Schuhen verwendet. Allerdings ist der Preis für 1 Kilogramm TPE-Filament etwas höher.