PLA/PLA Plus

PLA (Polylactid) und PLA Plus sind zwei gängige Filamente, die häufig im 3D-Druck verwendet werden. Hier sind die Eigenschaften, Vor- und Nachteile sowie Verwendungen beider Materialien im Detail erklärt:

PLA (Polylactid)

Eigenschaften:

  • Biologisch abbaubar: PLA wird aus erneuerbaren Ressourcen wie Maisstärke oder Zuckerrohr hergestellt, was es umweltfreundlich macht.
  • Einfach zu drucken: PLA hat eine relativ niedrige Schmelztemperatur (ca. 180-220 °C) und neigt nicht stark zum Verziehen, was den Druckprozess erleichtert.
  • Geruchsarm: Beim Drucken entstehen kaum unangenehme Gerüche.
  • Glatte Oberfläche: Gedruckte Objekte haben oft eine glatte und ästhetisch ansprechende Oberfläche.
  • Festigkeit: PLA ist steif und fest, aber weniger zäh als andere Materialien.

Vorteile:

  • Einfach zu handhaben: Aufgrund der niedrigen Drucktemperatur und der geringen Tendenz zum Verziehen ist PLA ideal für Anfänger.
  • Umweltfreundlich: Biologisch abbaubar und aus erneuerbaren Rohstoffen.
  • Wenig Nachbearbeitung nötig: Oberflächen sind oft ohne zusätzliche Bearbeitung ansehnlich.

Nachteile:

  • Geringe Hitzebeständigkeit: PLA beginnt bei Temperaturen über 60 °C weich zu werden.
  • Sprödigkeit: PLA neigt dazu, unter Belastung zu brechen oder zu splittern.
  • Feuchtigkeitsaufnahme: PLA kann Feuchtigkeit aus der Luft absorbieren, was die Druckqualität beeinträchtigen kann.
  • Nicht UV beständig: PLA ist nicht UV beständig und wird in der Sonne spröde und brüchig.

Verwendung:

  • Prototypenbau: Dank einfacher Druckbarkeit ideal für schnelle Prototypen.
  • Dekorative Objekte: Aufgrund der ästhetisch ansprechenden Oberfläche.
  • Bildungsbereich: Für Schulprojekte und Lehrmittel wegen der einfachen Handhabung und Umweltfreundlichkeit.

PLA Plus

Eigenschaften:

  • Verbesserte Festigkeit und Zähigkeit: PLA Plus enthält Additive, die seine mechanischen Eigenschaften verbessern.
  • Etwas höhere Drucktemperatur: In der Regel zwischen 210-230 °C, abhängig vom Hersteller.
  • Weniger Sprödigkeit: Im Vergleich zu Standard-PLA ist PLA Plus widerstandsfähiger gegen Bruch.
  • Bessere Hitzebeständigkeit: PLA Plus kann etwas höheren Temperaturen standhalten als Standard-PLA, aber immer noch weniger als ABS oder PETG.

Vorteile:

  • Verbesserte mechanische Eigenschaften: Stärker und zäher als herkömmliches PLA, wodurch es auch für funktionalere Teile geeignet ist.
  • Gute Druckbarkeit: Behält viele der druckfreundlichen Eigenschaften von PLA bei.
  • Glatte Oberfläche: Ähnlich wie bei Standard-PLA, bietet auch PLA Plus eine ansprechende Oberfläche.

Nachteile:

  • Etwas teurer: PLA Plus ist in der Regel teurer als Standard-PLA.
  • Weniger biologisch abbaubar: Je nach Art und Menge der Additive kann PLA Plus weniger umweltfreundlich sein als reines PLA.
  • Drucktemperatur und Einstellungen: Erfordert möglicherweise Feinabstimmungen im Druckprozess aufgrund der Additive.
  • Nicht UV beständig: PLA ist nicht UV beständig und wird in der Sonne spröde und brüchig.

Verwendung:

  • Funktionsprototypen: Dank verbesserter mechanischer Eigenschaften geeignet für funktionale Prototypen und Bauteile.
  • Gebrauchsgegenstände: Für Objekte, die etwas mehr Belastung aushalten müssen.
  • Hobby und Modellbau: Für komplexere Modelle, die zusätzliche Festigkeit erfordern.


PETG/PETG CF / PETG nach UL94

PETG (Polyethylenterephthalat-Glykol-modifiziert) ist ein thermoplastisches Polymer, das häufig im 3D-Druck verwendet wird. Es kombiniert die besten Eigenschaften von PLA und ABS, zwei der am häufigsten verwendeten 3D-Druckmaterialien. Das "G" in PETG steht für Glykol, das dem Material während der Produktion hinzugefügt wird, um es klarer, weniger spröde und einfacher zu drucken zu machen.


PETG CF (Carbon-Fiber-reinforced PETG) ist PETG, das mit Kohlefaser verstärkt wurde. Diese Verstärkung verbessert die Festigkeit, Steifigkeit und Temperaturbeständigkeit des Materials.

PETG

Eigenschaften:

  • Hohe Schlagfestigkeit: Sehr widerstandsfähig gegen Stöße und Brüche.
  • Chemikalienbeständigkeit: Widersteht vielen Chemikalien, einschließlich Säuren, Laugen und Lösungsmitteln.
  • Transparenz: Kann sehr klar gedruckt werden.
  • Flexibilität: Flexibler und weniger spröde als PLA.
  • Hitzebeständigkeit: Hält Temperaturen bis zu 80°C stand.
  • Geringe Schrumpfung: Neigt zu geringer Schrumpfung und Verzug.

Vorteile:

  • Einfache Verarbeitung: Benötigt keine beheizte Druckkammer.
  • Gute Haftung: Haftet gut an der Druckplatte und an sich selbst.
  • Stabilität: Gute Balance zwischen Flexibilität und Festigkeit.
  • Lebensmittelechtheit: Viele PETG-Filamente sind lebensmittelecht.

Nachteile:

  • Feuchtigkeitsempfindlichkeit: Absorbiert Feuchtigkeit aus der Luft, was zu Druckproblemen führen kann.
  • Fadenbildung: Neigt zur Fadenbildung während des Druckens.
  • Kosten: Teurer als PLA.

Verwendung:

  • Mechanische Teile: Ideal für funktionale Teile, Gehäuse und mechanische Komponenten.
  • Lebensmittelbehälter: Geeignet für die Herstellung von Behältern und Küchenwerkzeugen.
  • Medizinische Anwendungen: In Bereichen, in denen Sterilisation und chemische Beständigkeit wichtig sind.
  • Transparente Gehäuse und Abdeckungen: Für klare Gehäuse und Schutzabdeckungen.
  • Prototyping: Geeignet für mechanische Tests und Prototypen.


PETG CF

Eigenschaften:

  • Erhöhte Festigkeit und Steifigkeit: Kohlefaserverstärkung verbessert die mechanischen Eigenschaften erheblich.
  • Höhere Temperaturbeständigkeit: Bessere Hitzebeständigkeit als reines PETG.
  • Geringeres Gewicht: Trotz erhöhter Festigkeit ist das Material leichter.
  • Matte Oberfläche:
  • Ergibt eine matte, raue Oberfläche, die ästhetisch ansprechend ist und weniger zur Fadenbildung neigt.

Vorteile:

  • Hohe Steifigkeit und Festigkeit: Besonders geeignet für mechanische Anwendungen.
  • Höhere Temperaturbeständigkeit: Besser geeignet für Anwendungen bei höheren Temperaturen.
  • Geringes Gewicht: Leichter als viele andere verstärkte Filamente.
  • Ästhetische Oberfläche: Matte, nicht glänzende Oberfläche.

Nachteile:

  • Abrieb an der Düse: Die Kohlefaser verstärkt den Abrieb an der Druckdüse, was spezielle Düsen (wie gehärtete Stahldüsen) erfordert.
  • Höherer Preis: Teurer als reines PETG und andere Standardfilamente.
  • Weniger Flexibilität: Weniger flexibel als reines PETG, was in manchen Anwendungen ein Nachteil sein kann.
  • Druckparameter: Erfordert genaue Einstellung der Druckparameter, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Verwendung:

  • Hochfeste Teile: Ideal für mechanische Komponenten, die hohe Festigkeit erfordern.
  • Leichtbau: Anwendungen, die hohe Festigkeit bei geringem Gewicht benötigen.
  • Automobil- und Luftfahrtanwendungen: Wegen seiner mechanischen Eigenschaften und Temperaturbeständigkeit.
  • Robuste Gehäuse: Für elektronische Geräte und Werkzeuge.
  • Drohnen und RC-Teile: Leicht, robust und temperaturbeständig, ideal für den Modellbau.


PETG nach UL94

UL94 ist eine Standardnorm für die Entflammbarkeit von Kunststoffmaterialien, die von Underwriters Laboratories (UL) definiert wird. Die UL94-Einstufung bewertet, wie Kunststoffe auf Flammen und deren Ausbreitung reagieren.

PETG-Filamente, die nach UL94 klassifiziert sind, haben spezifische Prüfungen bestanden, um ihre Entflammbarkeit und Sicherheitsstandards zu bestätigen. Die gängigsten Klassifizierungen sind V-0, V-1 und V-2, wobei V-0 die strengste und sicherste Einstufung ist.

Eigenschaften:

  • Entflammbarkeit: PETG nach UL94 hat eine definierte Entflammbarkeitsbewertung, die sicherstellt, dass es bestimmte Kriterien für das Brandverhalten erfüllt. V-0 bedeutet, dass das Material innerhalb von 10 Sekunden erlöschen muss und keine brennenden Tropfen abgeben darf.
  • Hohe Schlagfestigkeit: Widerstandsfähig gegen Stöße und Brüche.
  • Chemikalienbeständigkeit: Widersteht vielen Chemikalien, einschließlich Säuren, Laugen und Lösungsmitteln.
  • Transparenz: Kann klar gedruckt werden.
  • Flexibilität: Flexibler und weniger spröde als PLA.
  • Hitzebeständigkeit: Hält Temperaturen bis zu 80°C stand.
  • Geringe Schrumpfung: Neigt zu geringer Schrumpfung und Verzug.

Vorteile:

  • Erhöhte Sicherheit: Durch die UL94-Klassifizierung wird die Sicherheit in Anwendungen erhöht, bei denen Brandgefahr besteht.
  • Einfache Verarbeitung: Benötigt keine beheizte Druckkammer.
  • Gute Haftung: Haftet gut an der Druckplatte und an sich selbst.
  • Stabilität: Gute Balance zwischen Flexibilität und Festigkeit.
  • Lebensmittelechtheit: Viele PETG-Filamente sind lebensmittelecht.

Nachteile:

  • Feuchtigkeitsempfindlichkeit: Absorbiert Feuchtigkeit aus der Luft, was zu Druckproblemen führen kann. Es muss trocken gelagert werden.
  • Fadenbildung: Neigt zur Fadenbildung während des Druckens, was eine sorgfältige Einstellung der Druckparameter erfordert.
  • Kosten: Teurer als PLA, insbesondere wenn es eine UL94-Klassifizierung besitzt.
  • Klebrigkeit: Gedruckte Teile können klebrig sein, was die Nachbearbeitung erschwert.

Verwendung:

  • Elektronikgehäuse: Ideal für Gehäuse von elektronischen Geräten, bei denen Brandschutz wichtig ist.
  • Automobilindustrie: Komponenten, die hohen Sicherheitsstandards entsprechen müssen.
  • Medizinische Geräte: Anwendungen, bei denen chemische Beständigkeit und Entflammbarkeit wichtig sind.
  • Maschinenteile: Funktionale Teile, die mechanischen Belastungen standhalten und zugleich entflammbar sein müssen.
  • Prototyping: Besonders geeignet für Prototypen, die unter realen Bedingungen getestet werden müssen, einschließlich Sicherheitsaspekten.





ABS / ASA / ASA CF

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) ist ein weit verbreitetes thermoplastisches Polymer, das häufig für den 3D-Druck verwendet wird. Hier sind die wichtigsten Eigenschaften, Vor- und Nachteile sowie Verwendungsbereiche von ABS-Filamenten

ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) ist ein thermoplastisches Polymer, das ähnlich wie ABS oft für den 3D-Druck verwendet wird.


ASA CF (Acrylnitril-Styrol-Acrylat mit Kohlefaserverstärkung) ist eine Weiterentwicklung des ASA-Filaments durch Hinzufügung von Kohlefasern. Hier sind die Eigenschaften, Vor- und Nachteile sowie Verwendungsbereiche von ASA CF-Filamenten:

ABS

Eigenschaften:

  • Festigkeit und Zähigkeit: ABS ist bekannt für seine hohe Festigkeit und Zähigkeit. Es hat eine gute Schlagzähigkeit und kann mechanischen Belastungen standhalten.
  • Hitzebeständigkeit: ABS hat eine gute Hitzebeständigkeit, was es für Anwendungen mit moderaten Temperaturen geeignet macht.
  • Oberflächenqualität: Es lässt sich leicht nachbearbeiten, schleifen und lackieren, was eine gute Oberflächenqualität ermöglicht.
  • Schmelzpunkt: Liegt bei etwa 220-250°C.

Vorteile:

  • Hohe Festigkeit und Zähigkeit
  • Gute Hitzebeständigkeit
  • Einfach zu bearbeiten und nachbearbeiten
  • Günstig und weit verbreitet

Nachteile:

  • Schrumpfung und Verformung: Kann während des Abkühlens zu Schrumpfung und Verformung neigen.
  • Druckbettheizung erforderlich: Für den 3D-Druck ist ein beheiztes Druckbett erforderlich, um Warping zu vermeiden.
  • Geruch: Kann beim Drucken unangenehme Dämpfe abgeben.

Verwendung:

  • Automobilindustrie: Herstellung von Armaturenbrettern, Radkappen und anderen Automobilteilen.
  • Konsumgüter: Produktion von Spielzeug, z.B. LEGO-Steinen.
  • Gehäuse: Herstellung von Gehäusen für elektronische Geräte.

ASA

Eigenschaften:

  • UV-Beständigkeit: ASA ist extrem UV-beständig und behält seine Farbe und mechanischen Eigenschaften bei Sonneneinstrahlung bei.
  • Witterungsbeständigkeit: Neben UV-Beständigkeit ist es auch beständig gegen andere Witterungseinflüsse wie Regen und Wind.
  • Festigkeit und Zähigkeit: Vergleichbar mit ABS, aber mit besserer Witterungsbeständigkeit.
  • Schmelzpunkt: Liegt bei etwa 240-260°C.

Vorteile:

  • Hohe UV- und Witterungsbeständigkeit
  • Gute mechanische Eigenschaften
  • Lange Haltbarkeit im Außenbereich
  • Geringe Verformung beim Drucken

Nachteile:

  • Kosten: Teurer als ABS.
  • Druckbedingungen: Benötigt ebenfalls ein beheiztes Druckbett.

Verwendung:

  • Außenanwendungen: Herstellung von Außenbauteilen, z.B. Gehäusen für Außenelektronik, Fahrzeugteilen, und Gartenmöbeln.
  • Werbung: Schilder und Displays, die Witterungseinflüssen ausgesetzt sind.

ASA CF

Eigenschaften:

  • Verstärkung: Durch die Zugabe von Kohlefasern wird die Festigkeit und Steifigkeit des Materials erheblich erhöht.
  • Gewicht: Trotz der erhöhten Festigkeit bleibt das Material relativ leicht.
  • Hitzebeständigkeit: Höhere Hitzebeständigkeit durch Kohlefaserverstärkung.
  • Schmelzpunkt: Liegt bei etwa 240-260°C.

Vorteile:

  • Hohe Festigkeit und Steifigkeit
  • Geringes Gewicht
  • Exzellente Dimensionsstabilität
  • Gute Witterungsbeständigkeit

Nachteile:

  • Kosten: Wesentlich teurer als normales ASA und ABS.
  • Druckdüsen: Kann abrasiv auf Druckdüsen wirken und diese schneller abnutzen.

Verwendung:

  • High-End-Anwendungen: Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt, Motorsport und andere anspruchsvolle Anwendungen.
  • Prototypenbau: Erstellung von funktionsfähigen Prototypen, die hohen Belastungen standhalten müssen.
  • Industrielle Anwendungen: Teile, die sowohl mechanische als auch witterungsbeständige Eigenschaften benötigen.


TPU

TPU (Thermoplastisches Polyurethan) ist ein flexibles thermoplastisches Polymer, das für seine Elastizität, Zähigkeit und Beständigkeit gegenüber Öl, Fett und Abrieb bekannt ist. Im 3D-Druck wird TPU häufig für Anwendungen verwendet, bei denen Flexibilität und Stoßfestigkeit erforderlich sind.

Eigenschaften:

  • Hohe Elastizität und Flexibilität: TPU ist sehr biegsam und kehrt nach dem Biegen oder Stauchen in seine ursprüngliche Form zurück.
  • Hohe Zähigkeit: Sehr widerstandsfähig gegen Risse und Brüche.
  • Gute Abriebfestigkeit: Beständig gegen Abrieb, Öl und Fett.
  • Gute Beständigkeit gegen Chemikalien: Kann vielen Chemikalien und Lösungsmitteln standhalten.
  • Niedrige Schrumpfung: Neigt zu geringer Schrumpfung während des Druckens.
  • Weiche Textur: Fühlt sich weich und gummiartig an.

Vorteile:

  • Flexibilität: Ideal für Anwendungen, die flexible Eigenschaften erfordern, wie Dichtungen, Stoßdämpfer und Schutzhüllen.
  • Stoßfestigkeit: Absorbiert Stöße gut, was es für Schutzausrüstung und ergonomische Griffe geeignet macht.
  • Einfache Verarbeitung: TPU ist relativ einfach zu drucken und erfordert keine beheizte Druckkammer.
  • Gute Schichthaftung: Haftet gut an sich selbst, was eine starke Schichthaftung ergibt.

Nachteile:

  • Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit: TPU kann Feuchtigkeit absorbieren, was zu Qualitätsproblemen beim Drucken führen kann.
  • Schwierigkeiten beim Drucken: Aufgrund seiner flexiblen Natur kann TPU schwierig zu handhaben sein und erfordert spezielle Druckeinstellungen wie langsamere Druckgeschwindigkeiten.
  • Klebrigkeit und Stringing: Neigt dazu, beim Drucken zu stringen, was sorgfältige Druckparameter erfordert.
  • Kosten: TPU ist oft teurer als viele andere Filamente, insbesondere hochwertiges TPU.

Verwendung:

  • Flexible Teile: Geeignet für die Herstellung von flexiblen Dichtungen, Gelenken, Bändern und Schläuchen.
  • Schutzausrüstung: Einsatz in Sportausrüstung wie Schienbeinschonern, Knieschonern und Protektoren.
  • Ergonomische Griffe: Für Werkzeuge und Geräte, die eine rutschfeste und ergonomische Oberfläche benötigen.
  • Medizinische Anwendungen: Prothesen und medizinische Geräte, die Flexibilität und Komfort erfordern.
  • Modelle und Prototypen: Besonders nützlich für Prototypen von flexiblen Produkten, die Funktionalität erfordern.


Nylon

Nylonfilamente sind Kunststofffasern, die aus Polyamid-Polymeren hergestellt werden. Diese Fasern zeichnen sich durch ihre hohe Festigkeit, Flexibilität und Abriebfestigkeit aus. Nylon ist eine der ersten synthetischen Fasern, die in den 1930er Jahren entwickelt wurde und seitdem in vielen Anwendungen Verwendung findet.

Eigenschaften:

  • Hohe Festigkeit: Nylon ist bekannt für seine hohe Zugfestigkeit, die es robust und haltbar macht.
  • Flexibilität: Es ist sehr biegsam und kann gebogen und gedehnt werden, ohne zu brechen.
  • Abriebfestigkeit: Nylon ist widerstandsfähig gegen Abrieb und Verschleiß, was es ideal für Anwendungen macht, bei denen Reibung eine Rolle spielt.
  • Chemische Beständigkeit: Es ist beständig gegen viele Chemikalien, Öle und Fette.
  • Leichtgewicht: Nylon ist im Vergleich zu anderen Materialien leicht und dennoch stark.

Vorteile:

  • Vielseitigkeit: Nylon wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Textilien bis hin zu technischen Anwendungen.
  • Feuchtigkeitsbeständigkeit: Nylon absorbiert nur wenig Feuchtigkeit im Vergleich zu anderen Kunststoffen.
  • Elastizität: Es behält seine Form gut und hat eine gute Rückstellfähigkeit.
  • Kosteneffizienz: Nylon ist im Vergleich zu einigen anderen Hochleistungskunststoffen relativ kostengünstig.
  • Einfache Verarbeitung: Nylon lässt sich gut schmelzen und formen, was es für verschiedene Fertigungsprozesse geeignet macht.

Nachteile:

  • Feuchtigkeitsaufnahme: Obwohl Nylon wenig Feuchtigkeit aufnimmt, kann dies je nach Anwendung ein Nachteil sein.
  • Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung: Nylon kann durch UV-Strahlen geschwächt werden und verblasst oder bricht im Freien schneller.
  • Schwierigkeiten beim Recycling: Nylon ist schwer zu recyceln und kann Umweltprobleme verursachen, wenn es nicht ordnungsgemäß entsorgt wird.

Verwendung:

  • Textilindustrie: Nylon wird häufig für die Herstellung von Bekleidung, Strümpfen, Unterwäsche und Sportbekleidung verwendet.
  • Industrielle Anwendungen: Aufgrund seiner Festigkeit und Beständigkeit wird Nylon in Seilen, Seilen, Riemen, Dichtungen und anderen technischen Anwendungen eingesetzt.
  • Automobilindustrie: Nylon wird für verschiedene Komponenten in Fahrzeugen verwendet, wie z.B. für Kraftstoffleitungen, Kabelbinder und Verkleidungen.
  • Haushaltsgegenstände: Nylon wird für Alltagsgegenstände wie Zahnbürstenborsten, Bürsten, Geschirr und Taschen verwendet.
  • Sportausrüstung: Nylon wird für die Herstellung von Rucksäcken, Zelten, Schlafsäcken und Sporttaschen verwendet, aufgrund seiner Haltbarkeit und Leichtigkeit.