Material

Ein paar Worte zum Thema Material

3D-Druck wird oft auf teure Hardware reduziert. Ganz so einfach ist es aber nicht. Ein hochwertiger 3D-Drucker trägt sicherlich seinen Teil zu einem guten Druckergebnis bei, aber ebenso wichtig ist die Wahl des geeigneten Materials und die richtigen Einstellungen.

Die Wahl des richtigen Materials bedeutet, die Anforderungen des Kunden zu verstehen, oder genauer gesagt: Wie wird das Teil später verwendet und was sind seine wichtigsten Funktionen?

Hier ein paar Beispiele:

Technische Teile müssen sowohl präzise und maßhaltig als auch langlebig und stabil sein, um den mechanischen Kräften standzuhalten.
Detaillierte Modelle zum Beispiel sind das genaue Gegenteil; hier geht es vor allem um die Qualität (Glätte) der Oberflächen.
Einige Produkte werden nachbehandelt, z. B. geschliffen und gespachtelt, daher ist eine leicht zu bearbeitende Oberfläche wichtig.
Andere Produkte müssen entweder superflexibel sein, in chemischen Umgebungen funktionieren oder extrem hohen Temperaturen standhalten.
Und zu guter Letzt müssen einige Produkte einfach in das Budget des Kunden passen, daher ist die Kosteneffizienz das Wichtigste.

Die Liste ist fast endlos, aber die gute Nachricht dabei ist, dass es im Grunde immer einen passenden Werkstoff für jede Anforderung gibt!

Essentials

PLA, PETG & ABS

Der Großteil der von uns durchgeführten Druckaufträge wird auf einem der drei Filamenttypen dieser Gruppe gedruckt. Wir verwenden PLA, PETG und ABS aus der Maertz Budget Line. Diese drei Materialien sind Allrounder, für eine Vielzahl von Anwendungen gut geeignet, in mehreren Farben erhältlich und haben ein überragendes Preis-Leistungs-Verhältnis, das auch größere Projekte und Teile erschwinglich macht.

Aufgrund des großen Druckaufkommens dieser Materialien können Sie davon ausgehen, dass wir immer die wichtigsten Farben auf Lager haben. Was nicht auf Lager, aber verfügbar ist, kann normalerweise innerhalb eines Arbeitstages beschafft werden.

PLA (Pro)

PLA steht für "Polymilchsäure". PLA ist das am häufigsten gedruckte Material in der Welt des Filamentdrucks. Es ist einfach zu handhaben und ermöglicht es uns, relativ große Teile mit hoher Geschwindigkeit in relativ kurzer Zeit zu drucken. Dies ist ein Tough PLA, das mit Additiven verstärkt wurde. PLA ist in einer großen Auswahl an Farben erhältlich und sehr kostengünstig.

PETG

PETG steht für Polyethylenterephthalat; im Grunde ist es das gleiche Material wie das von PET-Getränkeflaschen, nur nicht in seiner Rohstruktur, sondern Glykol-modifiziert, daher das "G" in der Abkürzung. Wie PLA und ABS ist auch PETG in einer Vielzahl von Farben erhältlich und preislich ähnlich angesiedelt. Von den drei Basismaterialien ist PETG der Kompromiss zwischen PLA und ABS: flexibler als PLA, aber weniger anspruchsvoll zu drucken.

ABS

ABS ist die Abkürzung für Acrylnitril-Butadien-Styrol. Es ist das komplexeste der "Basisfilamente“ und die Herausforderungen beim Drucken von ABS werden oft unterschätzt.

Im Vergleich zu PLA und PETG ist ABS wesentlich haltbarer und flexibler. Beim Druck von ABS verschmelzen die einzelnen Schichten besser zu einem Werkstück als beispielsweise bei PLA, daher ist die Nachbearbeitung (Schleifen und Spachteln) viel einfacher zu bewerkstelligen. Außerdem haben ABS-Teile eine höhere Hitzebeständigkeit (mehr als 100 Grad C im Vergleich zu 50-55 Grad Celsius von PLA).

Das Drucken von ABS ist nur in einem vollständig umhausten Drucker möglich, indem die thermischen Effekte kontrolliert und Luftzug verhindert werden kann. Außerdem können beim Drucken von ABS giftige Dämpfe entstehen, die gefiltert und im System verbleiben sollten.

Advanced:

PC, PP, CPE/CPE+, TPU, NYLON, PVA & Breakaway

Die Filamente in dieser Gruppe werden vor allem in professionellen Anwendungen eingesetzt oder immer dann, wenn unsere Kunden sehr spezifische Erwartungen an ihr Produkt haben. Für Materialien wie PC, PP, CPE/CPE+, TPU, Nylon oder die Stützmaterialien Breakaway / PVA verwenden wir Originalfilament von Ultimaker. Das ist derselbe Hersteller, der auch unsere Maschinen herstellt, und das hat einen guten Grund: Filamentspulen von Ultimaker sind mit einem NFC-Chip ausgestattet, der es den Maschinen ermöglicht, das eingelegte Material automatisch zu erkennen und die optimalen Einstellungen anzuwenden, die in dieser spezifischen Hardware-Material-Kombination getestet und verfeinert wurden. Auf diese Weise stellen wir sicher, dass wir das Maximum aus jedem Gramm Filament herausholen, wenn Sie schon in hochwertiges Material investieren.

PC

PC ist die Abkürzung für Polycarbonat. Wie Nylon ist es eines der stärksten natürlichen Filamente, das extremen mechanischen Kräften standhalten kann, aber im Gegensatz zu Nylon verträgt es höhere Temperaturen von bis zu 110 Grad Celsius und mehr. PC gehört zu den Filamenten mit den höchsten Drucktemperaturen (bis zu 300 Grad Celsius und mehr) und erfordert eine trockene Lagerung.

PP

PP steht für Polypropylen. Es ist leicht, flexibel und zäh, aber im Gegensatz zu z.B. Nylon oder PC ist es vollständig chemisch beständig und auch lebensmittelecht, eine Kombination verschiedener Eigenschaften, die in dieser Kombination bei anderen Materialien nicht zu finden ist. PP ist einer der anspruchsvollsten Filamenttypen für den Einsatz im 3D-FDM/FFF-Druck.

CPE/CPE+

CPE ist eine spezielle Hochtemperatur-Filamentvariante von PETG, das wiederum ein Derivat von PET ist. Es wird auch oft als UPET (Ultra-PET) bezeichnet. Im Gegensatz zu PETG ist es noch fester und stabiler zu bedrucken, neigt aber zu einem deutlichen Maschinenverschleiß. CPE ist daher nicht für große Teile geeignet.

TPU

TPU steht für thermoplastisches Polyurethan. Es ist ein fast gummiartiges, flexibles und weiches Material, das für alle Arten von Teilen verwendet wird, die eine extreme Biegung verkraften müssen, ohne zu brechen / oder zu ermüden, oder um Gummieffekte nachzubilden.

NYLON

Nylon ist ein synthetisches Polymer. Von den natürlichen Filamenten hat Nylon bei weitem die besten Eigenschaften, wenn es um die Kombination aus Haltbarkeit, Gesamtmaterialstärke und Flexibilität geht. Nylon muss trocken gelagert werden da es sonst Feuchtigkeit zieht und ist nach dem Druck eher schwierig zu verarbeiten; also nicht die erste Wahl, wenn die Oberflächenqualität von entscheidender Bedeutung ist.

PVA

PVA steht für Polyvinylalkohol und ist eines der beiden speziellen Stützfilamente, die wir ab Lager anbieten. In den meisten Fällen - das gilt vor allem für das Drucken mit den ESSENTIALS - können Supports aus dem Hauptdruckfilament gebaut werden. Aber manchmal ist das nicht möglich - bei separaten Teilen, die vollständig von einem anderen Teil umschlossen sind, aber in der Luft hängen; oder bei sehr feinen/dünnen Teilen. PVA wird dann gleichzeitig verwendet, um die Stützen durch den zweiten Printcore zu bauen, den alle unsere Maschinen haben (Dual Extrusion). Sobald der Druck beendet ist, wird das Objekt in Wasser gelegt und innerhalb weniger Stunden lösen sich die PVA-Stützen auf.

BREAKAWAY

BREAKAWAY ist, wie PVA, ein spezielles Trägermaterial. Wie PVA kann es gleichzeitig mit dem eigentlichen Filament des Druckteils mittels Dual Extrusion über einen zweiten Satz Printcore auf allen unseren Maschinen gedruckt werden. Der Vorteil der Verwendung von BREAKAWAY gegenüber dem Druckteil-Filament zur Erzeugung von Stützen ist, dass es glattere und sauberere Kanten hinterlässt, die im Idealfall keine Nachbearbeitung erfordern, und dass es keine Beschädigungen beim Entfernen der Stützen gibt. Dies gilt insbesondere für dünne und fragile Drucke.

Abrasiv:

Stahl, Faserverstärktes Nylon

"Edelstahl aus dem Filamentdrucker? Das geht?" Das Schlüsselwort heißt "Abrasive Materialien". Diese Filamente haben einen Metallkern, aber eine Kunststoffbeschichtung und können so in das Filamentsystem eines normalen FDM/FFF-Druckers geladen werden. Nach einem extern durchgeführten Prozess des Debindings und Sinterns wird die Kunststoffbeschichtung aufgelöst und es verbleibt ein massives Vollmetallteil. Für kleinere, einmalige Metallteile ist dies dramatisch kostengünstiger als der Druck auf einer mehrere Millionen Euro teuren Laser-Sinter-Maschine.

Allerdings sind "Abrasive Materialien" nicht für Hobbygeräte geeignet: Aufgrund der relativ weichen Beschichtung würden sich die Standard-Feeder der Drucker normalerweise tief in das Material einschneiden und sich ablösende Fragmente Fragmente (daher der Begriff "abrasiv") die Standarddüsen der Druckkerne blockieren und zerstören. Um dem entgegenzuwirken, haben wir an ausgewählten Maschinen spezielle Druckkerne mit Juwel-Düsen und Heavy-Duty-Materialzuführungen installiert und sind in der Lage, Drucke sowohl auf BASF Ultrafuse 316L für Vollmetallteile als auch auf BASF Ultrafuse PAHT CF15 für Teile aus verstärktem Nylon anzubieten.

Bitte beachten Sie: Für Teile, die aus abrasiven Materialien hergestellt werden, gelten reduzierte Bauvolumen. Teile aus abrasiven Werkstoffen können ein Debinding und Sintern erfordern, das wir nicht selbst durchführen können, wodurch sich die Gesamtproduktionszeit bis zur Auslieferung verlängert. Bitte kontaktieren Sie uns für weitere Informationen.

Ultrafuse 316L (EDELSTAHL)

Ultrafuse 316L ist ein abrasives Filament, das für massive, vollmetallische Edelstahlteile verwendet wird. Die Drucke sind im Bauvolumen begrenzt und müssen einen hohen Grad an Füllung aufweisen, idealerweise massiv sein. Der eigentliche Druck wird größer ausgeführt als das endgültige Werkstueck. Durch den Prozess des Debindings und Sinterns - der von einer externen Firma durchgeführt wird - schrumpft das Teil auf seine eigentlich angedachte Größe.

Aufgrund der komplexen Reihe von Prozessen ist die Herstellung von Teilen aus 316L deutlich kostenintensiver und dauert länger als der Druck auf Standardfilamenten. Dennoch ist dieser Prozess immer noch deutlich günstiger als der Einsatz einer Laser-Sinter Maschine.

ULTRAFUSE PAHT CF15 (VERSTÄRKTES NYLON)

PAHT CF15 ist ein abrasives Nylon-Filament, das mit einem 15%igen Anteil an Carbonfasern verstärkt wurde. NYLON ist bereits der haltbarste, flexibelste und stärkste Filamenttyp, den es gibt, daher ist PAHT CF15 für die härtesten Umgebungen konzipiert, die ein 3D-Teil überhaupt überstehen kann. Darüber hinaus kann PAHT CF15 Temperaturen von bis zu 130 Grad Celsius standhalten.

Kann ich mein eigenes Material mitbringen?

Generell sind wir der Meinung, dass es für beide Seiten ein Vorteil ist, wenn wir mit unserem Standard-Filament arbeiten. Wir haben viel Zeit damit verbracht, verschiedene Filamente von unterschiedlichen Herstellern zu testen und zu vergleichen. Wir haben das ausgewählt, was unserer Meinung nach am besten funktioniert, und die Materialprofile für unsere Maschinen fein abgestimmt, damit wir unseren Kunden eine gleichbleibend hohe Qualität bieten können. Und wir haben besondere Konditionen ausgehandelt, um große Mengen Material günstiger einzukaufen. Von diesen Kostenvorteilen profitieren auch unsere Kunden.

Trotzdem machen wir manchmal die Erfahrung, dass unsere Kunden selbst schon ein Material haben, das ihnen gefällt und das sie gerne weiter verwenden möchten. Daher sind wir offen dafür, mit einem Filament Ihrer Wahl zu arbeiten, solange es sich um ein Material mit 2,85 mm Durchmesser handelt, welches mit unserer Hardware kompatibel ist. Dies kann bedeuten, dass wir zuerst einige Testdrucke machen müssen, und das kann sich auf die Preisgestaltung auswirken.