Materialien für den 3D Druck

3D Druck
Materialien

PETG - Polyethylenterephthalat

PETG Filament ist schon nach kurzer Zeit zu einem der am meisten bevorzugten Druckmaterialien für 3D Drucker geworden. Gute Layerhaftung, geringes Warping (max. ca. 0,5%) und Drucktemperaturen zwischen 220 – 240 °C sind beste Voraussetzungen für eine einfache, zuverlässige Verarbeitung auf allen gängigen 3D-Druckern.

Eine umfangreiche Palette an attraktiven Farben sowie einem kräftigen Schwarz und Weiß in Vollfarbe machen unser PET-G Filament zu einem echten Könner, mit dem vielfältige – auch große Objekte – ohne Probleme zu drucken sind.

Wichtige PETG Materialeigenschaften:

Materialeigenschaften PETG

mechanische Belastbarkeit

PETG verfügt über eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit.

Bruchdehnung

PETG zeichnet sich durch hohe Flexibilität bei gleichzeitig guter Steifheit aus.

Temperaturbeständigkeit

Eine Wärmeformbeständigkeit von 80-90 °C erlaubt den Einsatz in vielen Bereichen von der Herstellung von Elektronikbauteilen bis hin zu Küchenutensilien.

UV Beständigkeit

PETG verfügt über eine hohe UV Beständigkeit.

Farbauswahl

PETG ist in vielen verschieden Farben verfügbar.

Schlagfestigkeit

Das Material verfügt über eine sehr gute Schlagfestigkeit.

TPU - Thermoplastisches Polyurethan​

TPU gehört zur Gruppe der thermoplastischen Elastomere (TPE). Sie sind flexible Materialien, die auch bei tiefen Temperaturen ohne eine dauerhafte Verformung gedehnt oder zusammengedrückt werden können.

TPU Filament besitzt gegenüber anderen elastischen Filamenten eine hohe chemische Widerstandskraft gegenüber Fetten, Ölen sowie den meisten aliphatischen Lösemitteln. Zudem ist es mit einem Kopfextruder (ohne Bowdensystem) einfach zu verarbeiten. 3D-Drucke gelingen so einfacher und zuverlässiger.

Mit TPU-Filament gedruckte 3D-Objekte sind mechanisch widerstandsfähig, thermisch belastbar und besitzen eine sehr gute Layerhaftung.

Das Material eignet sich sehr gut für industrielle Anwendungen, speziell auch im Außenbereich, so z.B. im Automobilbau, Luft-und Raumfahrttechnik oder Garten- und Landschaftsbau.

Wichtige TPU Materialeigenschaften:

Das Material zeigt kaum warping. Es bedarf jedoch eines beheizten Druckbetts (z.B. Rewex Professional Dauerdruckplatte), um eine gute Haftung während des Drucks zu gewährleisten.

Materialeigenschaften TPU

mechanische Belastbarkeit

TPU zählt zu den belastbarsten Materialien, die derzeit für FDM/FFF-Verfahren zur Verfügung stehen.

Bruchdehnung

TPU stößt erst bei einer Ausdehnung von mehr als 470 % bis 550 % (abhängig vom Härtegrad) an seine Grenzen.

Temperaturbeständigkeit

TPU ist mit einer Erweichungstemperatur zwischen 98°C bis 137°C (abhängig vom Härtegrad) extrem wärmeformbeständig.

UV Beständigkeit

TPU verfügt über eine hohe UV Beständigkeit.

Farbauswahl

TPU steht in den Farben Schwarz, Weiß und Transparent zur Verfügung.

Schlagfestigkeit

TPU verfügt über ausgezeichnete Schlagfestigkeit und eignet sich für extreme industrielle Anwendungen.

Carbon Kohlefaser

Eine Reihe von Spezialfilamenten aus Polyamid, PET, Polypropylen und biologisch abbaubaren Polymer Compounds, verstärkt mit Kohlefasern (carbon fibers).

Carbon Filamente besitzen eine hohe Härte und Steifigkeit bei geringem spezifischen Gewicht und sind hoch belastbar – mechanisch, thermisch und chemisch.

Speziell entwickelt für Hochleistungsanwendungen im professionellen Umfeld, geeignet für Leichtbauweise und verschiedenste andere Anwendungen bis hin zu Metallersatz in der Industrie, Luft- und Raumfahrt sowie Architektur.

Wichtige Carbon Materialeigenschaften:

Hinweis: Aufgrund des hohen Kohlefaseranteils im Filament und der damit verbundenen Abrasion (Abrieb) beim Drucken empfehlen wir den Einsatz einer gehärteten Düse, min. 0,5 mm.

Materialeigenschaften Carbon

mechanische Belastbarkeit

Carbon ist Fasern Verstärkt und bietet daher außergewöhnliche mechanische Eigenschaften.

Bruchdehnung

Die Carbonfaser erzeugen eine sehr hartes und steifes Material, ideal für hohe Druckbelastungen.

Temperaturbeständigkeit

Der Faseranteil verbessert die Wärmeformbeständigkeit (VICAT), aber auch den HDT Wert des Materials unter Belastung.

UV Beständigkeit

UV-Stabilität ist Vergleichbar wie bei ASA.

Farbauswahl

RAL9017 (Carbon Schwarz)

Schlagfestigkeit

Der Faseranteil macht das Material sehr belastbar und hält daher schlageinwirkungen sehr gut stand.

PLA - Polylactid

Polylactid (kurz PLA) ist unser Einsteiger Filament, welches aus natürlich vorkommender Milchsäure hergestellt wird.

Es ist biologisch abbaubar und kann z.B. aus Maisstärke gewonnen werden. Zum Einstieg in den 3D Druck, aber auch für schnelle und kostengünstige 
Drucke ist PLA-Filament bestens geeignet, da es ein leicht zu handhabendes Filament ist, bei dem fast jeder 3D-Druck ohne Probleme gelingt.

Wichtige PLA Materialeigenschaften:

Materialeigenschaften PLA

mechanische Belastbarkeit

PLA verfügt über gute mechanische Eigenschaften.

Bruchdehnung

PLA ist ein sehr robuster und harter Rohstoff mit durchschnittlicher Bruchdehnung.

Temperaturbeständigkeit

PLA bleibt bei Temperaturen bis 60 °C wärmeformbeständig.

UV Beständigkeit

PLA verfügt über eine gute UV Beständigkeit.

Farbauswahl

PLA ist in vielen verschieden Farben verfügbar.

Schlagfestigkeit

PLA hält äußeren Schlageinwirkungen gut stand.

ASA - Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer

ASA – Die „Outdoor“-Alternative zu ABS – schlagfest, chemisch widerstandsfähig und UV-resistent.

ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer) ist durch den nicht vorhandenen Butadien-Anteil im Gegensatz zu ABS UV- und Witterungsbeständig.

3D-Drucke mit ASA-Filament eignen sich somit sehr gut für Anwendungen im Außenbereich, die selbst starken Witterungseinflüssen ausgesetzt sein können.

ASA Filament zeigt zudem beim Drucken weniger Verzug (warping) als ABS und kann nach dem Druck vielfältig weiterbearbeitet werden.

Wichtige ASA Materialeigenschaften:

Materialeigenschaften ASA

mechanische Belastbarkeit

ASA ist sehr Robust und findet daher in der Industrie eine breite Anwendung.

Bruchdehnung

ASA ist Flexibel und besitzt zugleich eine relativ hohe Steifigkeit.

Temperaturbeständigkeit

ASA ist thermisch sehr stabil und verfügt daher über eine gute Wärmeformbeständigkeit bis 98°C.

UV Beständigkeit

ASA ist UV und Witterungsbeständig.

Farbauswahl

ASA steht in den Farben Schwarz, Weiß, Grau, Anthrazit, Metallic und Natur zur Verfügung.​

Schlagfestigkeit

ASA besitz eine überdurchschnittlich gute Schlagfestigkeit.

PA - Polyamid

Polyamide (PA) sind Hochleistungspolymere und besitzen eine Reihe bemerkenswerter Eigenschaften. Polyamide sind leicht, korrosionsfest und abriebarm, weshalb sie heute in vielen Bereichen Metall-Bauteile ersetzen.

In der additiven Fertigung werden Polyamide zum 3D Druck konstruktiver, hoch belastbarer Bauteile verwendet, wie z.B. Zahnräder, Scharniere, Laufrollen oder Lagerbuchsen.

Als Materialien werden vorrangig PA12 als auch PA6.66 und PA11 eingesetzt, teilweise verstärkt mit Glas oder Aluminium.

Geeignete Druckverfahren sind SLS- (Pulver) und FDM-Druck (Filament).

Wichtige PA Materialeigenschaften:

Ein technisches Polymer – verschleißfest/abriebfest und schlagzäh mit hoher Festigkeit

Die Bezeichnung Polyamid (PA) stammt von der typischen Struktur eines Carbonsäureamids ab. Ihre Bezeichnung richtet sich nach der Anzahl an Kohlenstoffatomen in den verwendeten Ausgangsstoffen. 

Materialeigenschaften PA

weiterführende Informationen - Polyamid

PA 12

Datenblatt.PDF

Artikel

additive Fertigung mit Polyamid​

Polyamide sind polar, was sie beständig gegen aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Kraftstoffe und Öle macht, ebenso wie gegen Alkohole, Fette, Ester und Ketone. Gegenüber starken Säuren (z.B. Ameisensäure), starken Basen und chlorierten Kohlenwasserstoffen sind Polyamide nicht stabil.

Ihre Polarität wird durch Amidgruppen hervorgerufen, welche untereinander Wasserstoffbrücken ausbilden, die wiederum zu einer reversiblen Vernetzung im Polymer führen.

Ein positiver Effekt dieser Vernetzung ist die hohe Belastbarkeit des Materials, ein anderer daraus resultierender Effekt ist jedoch die gesteigerte Tendenz zur Wasseraufnahme. Die Tendenz zur Wasseraufnahme sinkt aber wieder mit steigender Alkylkettenlänge zwischen den Amidgruppen (umso größer die Zahl desto geringer die Wasseraufnahme: PA12 > PA6.66). Bei höheren Temperaturen kann bei Polyamiden Hydrolyse auftreten.

Im Außenbereich besitzen Polyamide gegenüber vielen anderen Kunststoffen eine bessere Witterungsbeständigkeit, hier insbesondere PA12. Sie sollten jedoch gegen den Einfluss der UV-Strahlung zusätzlich stabilisiert werden.

Wesentliche Merkmale von PA6.66, PA11 und PA12:

Polyamid 6.66 zeigt sich aufgrund seiner höheren Amidgruppenzahl hygroskopischer im Vergleich zu PA11 oder PA12. Dies führt zu Volumensänderung und geringerer elektr. Spannungsfestigkeit, aber auch zu höherer mechanischer Belastbarkeit. Bei einem Feuchtegehalt von 3 bis 4% erreicht PA6.66 eine deutlich höhere Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit gegenüber den beiden anderen Polyamiden.

PA11 und PA12 sind in einem großen Dauergebrauchstemperaturbereich einsetzbar, die Einsatzgrenzen liegen hier zwischen -70 und bis +100°C, kurzfristig auch bis zu +140°C. Sie sind deutlich geringer hygroskopisch als PA6.66 und besitzen eine höhere elektr. Spannungsfestigkeit als dieses.

PA12 ist das am häufigsten eingesetzte Material im 3D Druck.

Anwendungsgebiete:

  • Maschinenbau: Zahnräder, Kugellagerkäfige, Laufrollen, Gleitlager, Schrauben, Dichtungen
  • Fahrzeugbau: Lüfterräder, Treibstoffleitungen, Schwimmer, Ölwannen, Kraftstofftanks, Lagerbuchsen, Antriebsritzel
  • Elektrotechnik: Kabelüberzüge, Gehäuse für elektrische Geräte und Werkzeuge, Spulenkörper
  • Wohnbereich: Wasserhähne, Türbeschläge, Möbelscharniere, Möbelteile, Mauerdübel, Gebrauchsartikel

mechanische Belastbarkeit

hohe Festigleit, schlagzäh, abriebfest und verschleißfest

chemische Beständigkeit

beständig gegen sehr viele Chemikalien, z.B. Kraftstoffe, Öle, Alkohole, Glykol

Temperaturbeständigkeit

Dauergebrauchstemperatur zwischen -70°C (bei PA12) bis +100°C, kurzzeitig bis +140°C

UV Beständigkeit

mäßig, jedoch besser als bei vielen anderen Kunststoffen (z.B. Polyester)

Farbauswahl

PA12 in weiß (kann nachträglich in verschiedenen Farbtönen gefärbt werden), PA6.66 als Filament in natur und schwarz

Bruchdehnung

hoch, zähelastisch