3D-Druck-Materialien: Kunststoffe

Kunststoff bzw. Filamente aus Plastik werden nach wie vor am häufigsten für den 3D-Druck eingesetzt. Sie sind haltbar, gut zu verarbeiten und können sogar aus alten Plastikabfällen recycelt werden. Es folgt ein kurzer Blick auf die am meisten verwendeten Stoffe.

ABS ist temperaturbeständig

ABS ist ein Material, das auch als Grundlage für Lego-Steine, zahlreiche Verkleidungen und Gehäuse von Geräten sowie von Gegenständen dient. Ebenso kommt es bei Autokarosserien oder Haushaltsgeräten zum Einsatz. Somit gehört es zu den Thermoplasten und beinhaltet zusätzlich Elastomere, die auf dem Stoff Polybutadien basieren, wodurch das Material stoßfest und nachgiebig wird. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein besonderer Kunststoff aus der Polymergruppe, weshalb er sich optimal für den 3D-Druck eignet. Seine Schmelztemperatur befindet sich zwischen 200 und 250 Grad, darüber hinaus kann er Temperaturen zwischen -20 und +80 Grad ohne Mühe aushalten.

Grundsätzlich sind ABS-Materialien belastbar, machen eine glatte Oberfläche möglich, können wiederverwertet werden und lassen sich durch chemische Verfahren glätten. Der Nachteil besteht darin, dass sie nicht biologisch abbaubar sind und eine beheizte Bauplattform benötigen, um das Ablösen der Teile zu verhindern. ABS wird hauptsächlich beim Verfahren der Schmelzschichtung, also in den meisten privaten Desktop-Druckern, wie zum Beispiel dem Replicator 2 oder dem Ultimaker verwendet. Um ABS für den 3D-Druck zu verflüssigen, wird es durch PolyJet und SLA umgewandelt.

PLA, Polyamid und Alumide

Polymer ist im Unterschied zu ABS biologisch abbaubar, weil es auf dem Rohstoff Maisstärke basiert. Seine mitunter wichtigste Eigenschaft ist, dass es sich weder verformt noch zusammenzieht, sobald es einmal abkühlt. Die daraus hergestellten Formen erhalten dadurch eine höhere Präzision. Eine beheizte Plattform ist mit diesem Material nicht nötig. Weil PLA ungiftig ist, wird es oft für die Herstellung von Produkten verwendet, die mit Lebensmitteln in Kontakt stehen. Wichtig ist, dass der Druckkopf immer aus rostfreiem Stahl besteht. Im Vergleich zu ABS ist PLA jedoch schwieriger zu handhaben, weil es schnell aushärtet und abkühlt. Weiterhin kann es passieren, dass bei Wasserkontakt Materialschäden oder Verfärbungen auftreten. Dennoch findet dieses oft lichtdurchlässige Material bei Druckermodellen wie dem CubeX und dem Replicator 2 Anwendung.

ABS vs. Polyamid?

Polyamid basiert auf einem feinen, weißen und puderförmigen Granulat, das mithilfe des Verfahrens des selektiven Lasersinterns hergestellt wird. Dank der biologischen Verträglichkeit sind Polyamide, ähnlich wie PLA, für die Herstellung von Produkten im Lebensmittelbereich geeignet. Im Gegensatz zu ABS und PLA können mit Polyamiden wahlweise Rillenstrukturen und glatte Oberflächen hergestellt werden. Dadurch, dass das Material aus teilkristallinen Strukturen zusammengesetzt ist, besitzt es bestimmte chemische und mechanische Eigenschaften. Dazu gehören Festigkeit, Stabilität, Schlagfestigkeit und Flexibilität. Aufgrund dieser Vorzüge ist es für zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten geeignet und bietet eine hohe Detailgenauigkeit und gehobene Qualität. Polyamide kommen beispielsweise beim Herstellen von Getrieben in der Luft- und Raumfahrt, aber auch in der Automobilindustrie oder der Robotik zum Einsatz.

Alumide sind eine Kombination von Aluminium und Polyamid. Sie liegen in Pulverform vor, sodass die Verarbeitung mit dem selektiven Laserintern erfolgt. Aufgrund seiner leicht porösen Oberfläche sowie dem sandigen und körnigen Aussehen bietet das Material eine hohe Temperaturbeständigkeit und Festigkeit, ähnlich wie 3D-Drucke aus Metallen. Zudem besitzt es gute Nachbearbeitungsmöglichkeiten, wie zum Beispiel Schleifen, Fräsen, Beschichten oder Polieren.

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