Filamente

Uncategorized Sep 24, 2021 #Filament, #Grundlagen, #Wissen

Design & Hobby

PLA (Polylactide)

Polylactide oder PLA ist das im Hobby und Amateurbereich am weitesten verbreitete Filament. Ein großer Nachteil von PLA ist das es nur sehr geringen mechanische Belastungen aushält und dann öfter splittert. Abgesehen von diesen Nachteilen ist es aber in fast allen Farben verfügbar und sehr Preiswert, gutes PLA kostet etwa 22 bis 26€  pro Kilogramm ist aber schon für nur unter 15€  gefunden werden kann. Einige Hersteller von Filamenten haben besondere Variationen von PLA auf den Markt gebracht, besonders nennenswert sind PLA+ und PLA LW(light weight=Leichtgewicht). PLA+ versucht die eher schwachen mechanischen Eigenschaften von PLA zu verbessern während PLA LW durch sein geringes Gewicht für Modellbau, Drohnen und Cosplay interessant wird.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer)

ABS ist der erste Kunststoff welcher als Filament genutzt wurde. Es ist nicht sehr leicht zu drucken, verformt sich währenddessen und setzt übel riechende leicht toxische Gase frei. ABS hat sehr gute mechanische Eigenschaften und ist sehr steif, fest und zäh dazu auch noch Kratz- und Schlagfest. Eine große Schwäche ist die Empfindlichkeit gegenüber UV-Licht, es wird spröde und vergilbt es kann also nicht im freien benutzt werden. Man kann gutes ABS bereits unter 20€ finden und es ist auch in vielen Farben verfügbar.

PETG (Polyethylenterephthalat+Glykol)

PETG oder PETg ist mit Glykol modifiziertes PET(Pfandflaschen) um eine Druckfähigkeit zu verbessern. Es ist dadurch flüssiger weshalb es schneller gedruckt werden kann als viele andere Filamente, dies mit seiner hohen Zähigkeit macht es zu einem guten Material für mechanische Prototypen. Dazu ist es auch schlagfest und leicht(nur leicht) transparent, es wird damit an der Grenze vom Hobby und Heimwerker zum Profi angesetzt.

Glow-In-The-Dark

Glow-In-The-Dark Filamente sind oft PLA Filamente welchen Leuchtpartikel zugefügt wurden damit diese nach einiger Zeit im Licht im Dunkeln leuchten. Diese Partikel schädigen aber oft die Druckdüse sollte diese nicht gehärtet sein. Es kostet also oft etwas mehr als PLA und ist einfach zu drucken bei schönen Effekten.

Technische Filamente

ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere)

ASA ist eine verbesserte Version von ABS, besonders seine UV-Beständigkeit im vergleich zu ABS und hohe Resistenz zu Ölen und Fetten. Behält aber immer noch eine negative Eigenschaften von ABS namentlich ein Verziehen beim Druck und eine Freisetzung von unangenehmen Gerüchen. Preislich liegt es etwas über ABS auf einer Höhe mit PETG aber unter PC.

HIPS (High Impact Polysterene)

HIPS wird oft als Unterstützungsmaterial benutzt da es in Limonene aufgelöst werden kann, sonst hat es ähnlich Eigenschaften wie ABS ist aber deutlich schlagfester und härter. Es ist also vielseitig einsetzbar vor allem da es gut an anderen Filamenten haftet.

CPE HG100

CPE HG100 ist eine stark verbesserte Version von PET basierten Filamenten, gleichzeitig kann es aber einfacher gedruckt werden. Es ist also besseres PETG durch hinzufügen eines weiteren Monomers, und das in allen mechanischen und chemischen Eigenschaften.

Nylon FX256

FX256 verbindet gute Eigenschaften für funktionale Bauteile mit einer Beständigkeit über eine breite Temperaturspanne von -40°C bis zu 140°C. Interessant ist auch der geringe Reibungskoeffizient und die Veränderung der Steifheit abhängig von der Dicke mit sehr gutem Zusammenhalt zwischen einzelnen Schichten.

Industrielle Filamente

PVC/ Vinyl 303

Polyvinylchlorid ist ein potentielle viel versprechendes Filament aber beim Druck kommt es zum freisetzen von Salzsäure welche Metalle angreift und unbedingt ab gefiltert(HEPA) werden müssen. Diese große Gesundheitliche Bedrohung ist einer der Hauptgründe für die geringe Verbreitung von PVC als Filament. Zur Zeit wird es auch nur von Filamentum unter dem Namen „Vinyl 303“ hergestellt und verkauft. Unser Ziel ist es dieses Filament benutzerfreundlicher und sicherer zu machen und wir stehen im Kontakt mit Chemikern und Unternehmen welche mit diesem Kunststoff Erfahrung haben. Da PVC durch seine chemischen und mechanischen Eigenschaften das (generell) beste aller oben genannten Materialen verbindet und noch mehr kann, besonders ist das es „Selbstlöschend“ ist d. h. sobald die Flammenquelle entfernt wird erstickt die Flamme. Dazu kommen aber noch die geringe elektrische Leitfähigkeit(1011-13 Ω) weshalb es oft in elektrischen Installationen wie z. B Kabelkanälen benutzt wird.

PC/ABS

PC/ABS ist eins der widerstandsfähigsten und haltbarsten Filamente auf dem Markt, es wird außerhalb vom 3D-Druck in der Herstellung von Automobilteilen, Schutzhelme und Visieren benutzt. Da es Temperaturen von 260-280°C für einen erfolgreichen Druck benötigt müssen handelsübliche 3D-Drucker oft nachträglich Verbessert werden. Für die besten Ergebnisse sollte es auch in einem beheizten Bauraum gedruckt werden, die Lagerung ist oft problematisch da PC die Feuchtigkeit aus der Luft zieht und dann Fehler beim Druck entstehen.

Polypropylene PP 2320

Polypropylens Plastik ist mit seiner geringen elektrischen Leitfähigkeit eine Alternative zu PVC(Vinyl 303). Vor allem da es auch leicht flexibel und wasserabweisend können damit Isolatoren oder Steckerteile gedruckt werden. Auch die geringe Dichte sind nennenswert aber die absolute Dichte des Bauteils wird stark von den Druckeinstellungen beeinflusst.

Komposite

CPE CF112 Carbon

CPE CF112 Carbon ist mit Kohlenstofffaser verstärktes CPE HG100 damit kann es besser länger durchgehende Belastungen aushalten ohne zu verformen. Kurz um ist es abriebresistenter, härter und schlechter wärmeleitend als das Ausgangfilament CPE.

Nylon CF15 Carbon

CF15 Carbon wurde besonders mit dem Ziel ein sehr starkes und sowohl chemisch als auch thermisch resistentes Filament zu entwickelt. CF15 ist ein mit 15% gemahlenen Kohlenstofffasern verstärktes Polyamid und kann in Gebieten eingesetzt werden in denen es immer belastet wird, also Zahnräder, Lager oder Verstärkungen.

Nylon AF80 Aramid

AF80 Aramid besteht zu 8% aus Aramid Fasern besser bekannt als Kevlar, es hat besonders gute tribologische Eigenschaften und kann deshalb gut als Teil von rotierenden Systemen benutzt werden. Dazu kommt noch eine Resistenz gegenüber Chemikalien so kann es auch mit Kühlschmiermitteln in Kontakt kommen ohne die mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern.

Flexible Filamente(TPEs)

Diese Gruppe von Filamenten(TPU, TPC, TPE) sind besonders Schlagresistent und ermöglichen den Druck von besonders beweglichen Teilen(z. B. Gelenke) oder Schutzhüllen und Schockdämpfer. Durch die Flexibilität muss aber die Druckgeschwindigkeit gesenkt werden da es sonst zu Fehler oder sogar Versagen kommt, dies macht es auch zu einem schweren und Anfänger unfreundlichem Material.

Quellen:

Von Tobias