3D Drucker Filament

Schon länger sehen viele Experten in der Idee des 3D Drucks das Potenzial für eine echte industrielle Revolution. Früher oder später, so die Prognose, wird in jedem Haus ein 3D Drucker stehen. Ersatzteile und Gegenstände des täglichen Gebrauchs werden dann direkt vor Ort, also zu Hause produziert. Weil so weniger Waren über weite Strecken transportiert werden müssen und damit CO₂ gespart wird, kommt das dem Umweltschutz zugute. Der 3D Druck könnte im Kampf gegen den Klimawandel eine entscheidende Rolle spielen.

Sie haben schon einen 3D Drucker zu Hause? Dann gehören Sie zu den Pionieren, die diese industrielle Revolution der Nachhaltigkeit, die in den nächsten Jahren an Geschwindigkeit gewinnen wird, vorbereiten.

Im plastischen FDM-Druck wird Filament als Material für die Modellierung von 3D Modellen verwendet. Im Grunde handelt es sich bei Filamenten für 3D Druck um Kunststofffäden auf Rollen. Der 3D Drucker schmilzt diese Fäden mit Hilfe von chemischen und physikalischen Prozessen. Das funktioniert, weil diese Filamente thermoplast sind. Das bedeutet, dass sie bei Hitzeeinwirkung ihren Zustand ändern, von fester Konsistenz in flüssig bis zähflüssige. Das flüssige Filament kann der beheizte Druckkopf dann Schicht für Schicht auftragen und so zur Modellierung von detaillierten Modellen verwenden. Damit gleicht das Filament bei der Verarbeitung mehr dem Baustoff Beton, als der Tinte.

Das tatsächliche Filament entsteht also eigentlich erst während des Druckprozesses im Drucker. Das geschieht mit Hilfe der Strangpression. Dabei wird der thermoplastische Kunststoff dank Druck und hoher Temperatur aus der Düse gepresst.

Bereits heute gibt es viele verschiedene Arten von Filamenten. Alle namhaften Hersteller bieten dabei die unterschiedlichsten Varianten an. Dabei unterscheiden sich die Filamente nicht nur hinsichtlich der Farbe, auch die Stärke und die Art des Kunststoffs kann für die jeweils persönlichen Anforderungen gewählt werden. Die Auswahl an möglichen Filamenten ist verschwenderisch groß und deshalb oft verwirrend. Hier finden Sie einen kleinen Überblick über die wichtigsten Parameter.

Durchmesser

Alle gängigen 3D Drucker können Filamente mit 1,75 mm bzw. 2,85 mm verwenden. Es gibt also grundsätzlich keine falsche Größe, das Filament muss nur in den Drucker passen. Filamente mit einem Durchmesser von 1,75 mm sind flexibler und belasten den Extruder des Druckers weniger. Dafür ist die Verarbeitung bei 2,85 mm Durchmesser präziser und bringt mehr Grip.

Farben

Die Frage, ob ein Drucker farbige Modelle erstellen kann oder nicht, hängt von der verbauten Technik ab. Dabei werden vom Drucker aus drei oder vier Kartuschen PLA- oder ABS-Filament beliebige Farbmischungen erstellt.

Filamentarten

• PLA-Filament
  PLA ist ein synthetisches Polymer. Es kann von fast allen 3D Druckern verarbeitet werden. Die Herstellung geschieht aus biologischen Grundstoffen wie z. B. Maisstärke, weshalb PLA-Filament nachhaltig und umweltfreundlich ist. Es eignet sich perfekt für Einsteiger, weil es bei niedrigen Temperaturen gedruckt wird und beim Abkühlen fast keinen Verzug erzeugt.

• ABS-Filament
  Dieses Filament ist im 3D Druck fast genauso verbreitet wie PLA. ABS hat eine hohe Belastbarkeit. Die damit gedruckten Modelle sind nicht so spröde und können eine höhere Hitzebeständigkeit aufweisen. ABS ist aber nicht gerade einfach zu verarbeiten, denn es verzieht sich gerne beim Abkühlen. Deshalb ist es für Anfänger weniger geeignet. Außerdem ist eine beheizte Druckplatte nötig, damit man gute Ergebnisse erzielt.

• PVA-Filament
  Hierbei handelt es sich um wasserlösliches Filament. Es wird großteils für den Druck von Stützmaterialien verwendet. Für 3D Drucker mit Dual Extruder bietet dieses Filament die Möglichkeit, komplexe Modelle mit beweglichen Strukturen zu drucken, ohne danach noch händisch Stützmaterial entfernen zu müssen.

• HIPS-Filament
  Diese Filamentart hat ähnliche Eigenschaften wie ABS. Es ist aber in Limonenextrakt lösbar, weshalb es ebenfalls hauptsächlich als Material für den Druck von Stützstrukturen verwendet wird.

• TPE
  Thermoplastische Elastomere sind eine hochinteressante Lösung für 3D Drucker. Sie bleiben nämlich auch in gedruckten Zustand flexibel und erzeugen damit sehr belastbare Modelle.

• Laybrick & Laywood
  Dabei handelt es sich um Spezialfilamente, die großteils aus Sandstein- oder Holzpartikeln bestehen. Damit kann man Modelle drucken, die sich haptisch und optisch von den restlichen Druckmaterialien unterscheiden. Man kann sogar die Oberflächenbeschaffenheit ändern, indem man die Drucktemperatur entsprechend anpasst, und so einen noch realistischeren Eindruck entstehen lassen.

• Bronze, Kupfer und Messing
  Diese Filamente ermöglichen den Druck von 3D Modellen mit metallischen Oberflächen. Diese Filamente haben einen hohen Anteil von Metallpartikeln, die den Modellen durch Schleifen und Polieren einen realistischen Glanz verleihen. Die Metallfilamente sind drei Mal so schwer wie PLA-Filamente und verleihen jedem 3D-Modell eine höhere Wertigkeit. So hat man völlig neue Möglichkeiten bei der Gestaltung von Schmuck oder Skulpturen.

• Resin bzw. Harz
  Diese Materialien werden in Stereolithografie-3D Druckern benutzt. Das photosensitive Harz kann man per Laser oder Licht aushärten und so in ein festes Modell verwandeln. Resin dagegen hat den Vorteil, dass es mehrere Materialeigenschaften hat. So kann man für jeden Bedarf das richtige Resin verwenden.