In dieser Rubrik möchte ich Euch ein wenig die Unterschiede der gänigen Materialen für 3D-Druck erläutern.
PLA
Polylactide (Kurz PLA) sind synthetische Polymere, die zu den Polyestern gehören. Aus ihnen wird Kunststoff gefertigt, der aus regenerativen Quellen gewonnen wird (wie beispielsweise Maisstärke). Dies macht PLA zu einem biokompatiblen Rohstoff. 3D-Druck Filament ist oftmals kein reines PLA, sondern ein sogenannter PLA-Blend, dessen Grundstruktur mit Additiven angereichert wird, um bestimmte gewünschte Eigenschaften zu erhalten.
| Rohstoffbeschaffenheit | Biokomponente (Maisstärke) |
| Dichte | mittel ( ~ 1,21 – 1,45 g/cm³) |
| Flammbar? | Baustoffklasse B1, schwerer entflammbar |
| Erweichungstemperatur | 60-70 °C |
| Schmelztemperatur | 190-210 °C |
| Formstabilität | Bis maximal 65 Grad Celsius |
| Witterungsbeständigkeit | Hoch |
| Bruchdehnung | 6% |
| UV-Beständigkeit/ Ausbleichung | Hohe UV-Beständigkeit |
TPU
Da TPU (Thermoplastisches Polyurethan) im Vergleich zu anderen im 3D-Druck verwendeten Kunststoffen viel flexibler ist besteht eine Reihe an Anforderungen an Maschine und Prozessparameter, um einen stabilen Prozess zu gewährleisten. Der Filamentpfad vom Motor zum Hot-End muss das Filament über den ganzen Bereich stabilisieren. Auch kleine nicht stabilisierte Bereiche führen dazu, dass das Filament unter der Belastung des Vorschubs ausknickt und sich in eben diesen Bereichen verfängt. Da das Filament nur sehr träge auf plötzliche Änderungen des Vorschubs reagiert empfiehlt es sich die Druckgeschwindigkeit niedrig zu wählen. Im Gegensatz dazu sollte die Leerfahrtgeschwindigkeit sehr hoch gewählt werden, da TPU dazu neigt nach dem Absetzen der Düse feine Fäden nachzuziehen. Hier ist es auch hilfreich die Retract Einstellung im Slicer etwas höher zu wählen.
Da es sich bei TPU um ein sehr hygroskopisches Material handelt ist das Vortrocknen des Materials für die Fertigung stabiler Bauteile unerlässlich.
| Extrusionstemperatur: | 210° – 240 °C |
| Plattformtemperatur: | 50° – 60 °C |
| Druckoberfläche: | Scotch Blue Tape, Kapton (großer Abstand in z-Richtung) |
ABS
Acrylnitril-Butadien-Styrol (kurz ABS) ist ein synthetisches Polymer, dass aus den einzelnen Monomeren Acrylnitril, 1.3 Butadien und Styrol hergestellt wird. ABS ist amorph und gehört zur Gruppe der Thermoplaste.
ABS ist einer der meistverbreiteten Kunststoffe der Welt. Durch den Zusatz von Acrylnitril ist ABS besonders widerstandsfähig gegen Öle, Fette und hohe Temperatur. ABS ist normal entflammbar und entwickelt dunklen, nach schmorendem Plastik riechenden Rauch, der nicht eingeatmet werden sollte. Die wohl wichtigsten Eigenschaften von ABS sind die hohe erreichbare Steifigkeit, Zähigkeit und Festigkeit. Abgerundet wird das Gesamtpaket durch sehr gute Schlag- und Kratzfestigkeit. Mäßige Witterungsbeständigkeit ist einer der wenigen Nachteile, und trotzdem ist diese noch um ein Vielfaches höher als beispielsweise bei PLA. Schwächen finden sich vor allem in der niedrigen UV-Beständigkeit, die dazu führt, dass ABS schnell vergilbt und unter zu langem UV-Einfluss auch spröde wird. Wer eine UV-beständigere Variante sucht, sollte sich ASA anschauen.
| Rohstoffbeschaffenheit | Synthetisch ( petrochemical based ) |
| Dichte | Gering ( ~ 1,04 g/cm³) |
| Erweichungstemperatur | 110 – 125 °C |
| Schmelztemperatur | 210 – 240 °C |
| Formstabilität | Bis maximal 95 Grad Celsius |
| Entflammbarkeit | Baustoffklasse B2, normal entflammbar |
| Witterungsbeständigkeit | Hoch (Ausnahme: UV-anfällig, Vergilbung und Versprödung) |
| Bruchdehnung | 8% – 10% |
| Zusätzliche Eigenschaften | Hohe Zähigkeit und Stabilität, besonders geeignet für Bauteile, die hohen Strapazen ausgesetzt werden. |
PETG
Polyethylenterephthalat (kurz PET) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der den meisten Menschen in Form der PET-Flaschen bekannt ist. PETG ist ein mit Glykol modifiziertes PET, das sich durch seine besonders hohe Transparenz und niedrige Viskosität auszeichnet.
Modifizierung von PET mit Glykol ist eine beliebte Methode, um die Verarbeitungseigenschaften von reinem PET den gewünschten Druckattributen näher zu bringen. Die gewünschten Druckeigenschaften sind hierbei eine niedrigere Schmelztemperatur und die Senkung der Kristallisaton. Glykol sorgt in diesem Fall für beide Eigenschaften, welche sich wiederum in einfacherem Druck und höherer Transparenz des gedruckten Objekts niederschlagen.
Zum Zweiten verleiht Glykol dem PET eine niedrigere Viskosität! Viskosität ist die Messzahl für die Dickflüssigkeit eines Stoffes – je höher die Viskosität, desto zähflüssiger ist das Material. Dank des Glykols wird das geschmolzene PETG weitaus mehr niedrigviskos – „flüssiger“ – was wiederum den Druckprozess und dessen Geschwindigkeit um ein Vielfaches verbessert.
| Rohstoffbeschaffenheit | Synthetisch |
| Dichte | mittel ( ~ 1,38 g/cm³) |
| Erweichungstemperatur | 80 °C |
| Schmelztemperatur | 200 – 230 °C |
| Formstabilität | Bis maximal 70 °C |
| Flammbar? | Baustoffklasse B1, schwerer entflammbar |
| Witterungsbeständigkeit | Hoch |
| Bruchdehnung | 4-6% |
| UV-Beständigkeit/ Ausbleichung | Hoch |
