Hier sind die 25 beliebtesten 3D-Drucker-Filament-Arten im Vergleich, inklusive Eigenschaften, Anwendungen und Kaufberatung.
Wer einen 3D-Drucker kauft, dem bieten sich plötzlich ungeahnte Möglichkeiten. Die Anwendungsgebiete von 3D-Druck könnten unterschiedlicher nicht sein. Da reicht die Spanne vom medizinisch-technischen Bereich bis hin zu kleinen Konsolen zur seichten Unterhaltung. Eines bindet das nützliche und das spaßige Ende der 3D-Druck-Welt jedoch auf Gedeih und Verderb aneinander: das Filament.
Es ist der Rohstoff beim 3D-Drucken und dieser Rohstoff wird in allen erdenklichen Farben, Formen und Fertigkeiten angeboten. In diesem Artikel behandeln wir sowohl die “klassischen” Filamente wie PLA und PETG, aber auch die Exoten, die deine Drucke allein schon wegen ihrer besonderen Eigenschaften zum Hingucker machen. Deshalb heißen sie in unserem Guide auch “Exotische Filament-Arten”.
Zusätzlich zu den Standard-Filamenten (wie PLA und PETG) beschreiben wir auch andere Filamente, die aus anderen Materialien wie Nylon, Polycarbonat, Carbon, Polypropylen usw. bestehen. Manche Filamente leuchten sogar im Dunkeln oder sind elektrisch leitfähig!
Die angebotenen Filamente sind so vielfältig, dass es für jedes Projekt die richtige Lösung gibt. Also viel Spaß mit unserem Filament-Guide! Wir haben die Filamente in drei Kategorien eingeteilt. Insgesamt sind es 25 verschiedene Material-Typen.
Wir stellen hier die sechs beliebtesten 3D-Drucker-Filament-Arten vor. Diese zeichnen sich durch ihre guten Materialeigenschaften und einfache Handhabung aus.
Im Bereich des Hobby-3D-Drucks ist PLA (Polylactic Acid) unangefochtene Spitze. Gegenüber ABS, dem zweitbeliebtesten 3D-Drucker-Filament, hat es einige entscheidende Vorteile.
PLA ist sehr einfach zu drucken. Es hat eine niedrigere Schmelztemperatur als ABS, es verzieht sich nicht so leicht beim Abkühlen und es braucht nicht unbedingt ein beheiztes Druckbett (auch wenn das nie schadet!). Ein weiterer Vorteil von PLA ist, dass dieses Filament keine schädlichen Gerüche beim Extrudieren abgibt. Es wird zu den geruchlosen Filamenten gezählt, obwohl viele Nutzer einen süßlichen, karamellähnlichen Geruch wahrnehmen. Das ist durchaus möglich, denn PLA wird aus erneuerbaren Rohstoffen wie Maisstärke oder Zuckerrohr hergestellt. Dadurch gilt PLA auch als umweltfreundliches 3D-Druck-Filament.
Ähnlich wie ABS, wird PLA als Basismaterial für viele exotische 3D-Filament-Arten verwendet, etwa Holz-, Metall-, elektrisch-leitfähige und fluoreszierende Filamente.
Mehr Infos und einen direkten Vergleich zwischen PLA und ABS findest du in folgendem Artikel: 2019 PLA Filament Guide – All You Need to Know
Da PLA sehr beliebt und vielseitig einsetzbar ist, sollte man besser fragen: Wann sollte man PLA nicht verwenden? Verglichen mit anderen 3D-Drucker-Filament-Arten ist PLA spröde, das heißt, es kann leicht brechen, wenn man das Bauteil biegt, dreht oder auf den Boden fallen lässt (etwa Smartphone-Hüllen, Verschleiß-Spielzeug und Werkzeuggriffe (etwa Smartphone-Hüllen, Verschleiß-Spielzeug und Werkzeuggriffe. Für Bauteile, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, ist PLA ebenfalls ungeeignet, da es ab 60°C schmelzen kann. Für alle anderen Anwendungen ist PLA eine gute Wahl. Gewöhnlich verwendet man es für Modelle, verschleißarmes Spielzeug, Prototypen und Behälter.
Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) gilt als das zweitbeliebteste 3D-Drucker-Filament, gleich hinter PLA. Die Materialeigenschaften von ABS sind sogar besser, als die von PLA, allerdings ist auch die Handhabung beim 3D-drucken schwieriger. ABS findet man in vielen Haushaltswaren und Konsumgütern wie zum Beispiel LEGO-Steinen und Fahrradhelmen.
3D-gedruckte Bauteile aus ABS, überzeugen mit Haltbarkeit und Temperaturbeständigkeit, man sollte aber auch bedenken, dass die Drucktemperaturen sehr hoch sein müssen und sich ABS beim Abkühlen leicht verzieht. Auch die Dämpfe können zum Problem werden. Man sollte mit einem beheizten Druckbett und in einem gut belüfteten Raum drucken.
Eine detaillierte Analyse zum Thema ABS findest du hier: ABS 3D Printer Filament (Explained and Compared)
ABS ist widerstandsfähig – sowohl gegen hohe Temperaturen als auch gegen Belastung. Diese Filament-Art ist auch relativ flexibel. All diese Eigenschaften machen ABS zu einem Universal-Filament für fast alle Anwendungsgebiete. Nur für den Kontakt mit Lebensmitteln ist es nicht geeignet. Besonders gut ist es aber für Smartphone-Hüllen, Spielzeug, Werkzeuggriffe, PKW-Zierkomponenten und Gehäuse von Elektrogeräten.
Polyethylenterephthalat (PET) ist der beliebteste Kunststoff der Welt. Jeder kennt ihn, weil er standardmäßig für Recycling-Wasserflaschen verwendet wird. PET kommt aber auch in Textilfasern oder Lebensmittelbehältern vor.
Wie bei jedem anderen Filament auch gibt es eine riesige Anzahl an Herstellern, die eine umso größere Auswahl an Filamenten in verschiedenen Farben, Zusammensetzungen und Eigenschaften anbieten. Wie kann man also das beste PETG-Filament ausmachen? Um dir die Entscheidung zu erleichtern und Fehlkäufe zu vermeiden, haben wir ein paar PETGs gegeneinander antreten lassen. Wenn du ausführlichere Infos zu diesem tollen Filament suchst, findest du sie in unserem PETG-Filament-Guide.
Während PET selten im 3D-Druck verwendet wird, ist PETG ein beliebtes 3D-Druck-Filament. Das G steht für „glycol-modifiziert” und sorgt dafür, dass das Filament klarer, weniger brüchig und besser für den 3D-Druck geeignet ist als die Basisform. PETG wird oft als guter Mittelweg zwischen ABS und PLA betrachtet, da es flexibler und haltbarer ist als
PLA, aber einfacher zu drucken als ABS.
Drei Dinge sollte jeder 3D-Druck-Begeisterte über PETG wissen:
Weitere Informationen zu PETG-3D-Drucker-Filament gibt in diesem Artikel: PETG-Filament-Guide 2019 – Im Test, im Vergleich und erklärt
Polyethylen-CoTrimethylen-Terephthalat (PETT) ist eine weitere PET-Variante. Es ist etwas härter als PETG und wird vor allem wegen seiner Transparenz geschätzt.
PETG ist ein guter Allrounder, zeichnet sich aber vor allem durch seine Flexibilität, Festigkeit, sowie Temperaturbeständigkeit und Belastbarkeit aus. Diese Eigenschaften machen es zu einem idealen 3D-Drucker-Filament für Gegenstände, wie etwa mechanische Bauteile, Druckerteile oder Protektoren.
Nylon (Polyamid) erfüllt alle Anforderungen, die für den 3D-Druck wichtig sind: das Material ist hervorragend in puncto Festigkeit, Flexibilität und Haltbarkeit.
Ein Vorteil von Nylon ist, dass es sich färben lässt, und zwar sowohl vor als auch nach dem Druckprozess. Ein Nachteil jedoch ist, dass es wie viele 3D-Drucker-Filamente hygroskopisch ist, also Feuchtigkeit absorbiert. Es sollte kühl und am besten luftdicht gelagert werden.
Generell gibt es sehr viele Arten von Nylon, für den 3D-Druck sind besonders Typ 618 und 645 geeignet.
Von den Vorteilen dieses Filaments profitieren alle, die Bauteile mit hoher Festigkeit, Flexibilität und Haltbarkeit herstellen möchten. Nylon ist daher besonders geeignet für Werkzeuge, Funktionsmodelle und mechanischen Bauteile wie z.B. Scharniere, Schnallen und Verzahnungen.
Wie der Name schon andeutet, sind Thermoplastische Elastomere (TPE) Kunststoffe mit gummiartigen Eigenschaften, die sowohl flexibel als auch haltbar sind. Man findet TPEs sehr häufig in Automobilteilen, Haushaltsgeräten und Sanitärartikeln.
Es gibt sehr viele unterschiedliche Arten von thermoplastischen Elastomeren, die chemisch unterschiedlich zusammengesetzt sind. TPEs sind weiche und dehnbare Materialen, die Erschütterungen gut aushalten können und in diesem Bereich sowohl ABS als auch PLA stark überlegen sind. Andererseits ist das 3D-drucken mit ihnen nicht leicht, da TPE bei der Extrusion klebrig und flexibel ist.
Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist eine Sorte von TPE, die etwas steifer ist und auch als 3D-Drucker-Filament verwendet werden kann. Es lässt sich einfacher damit drucken und ist es etwas haltbarer. Es behält selbst bei Kälte seine elastischen Eigenschaften.
Thermoplastische Copolyester-Elastomere (TPC) sind eine andere Variante von TPE, die als 3D-Drucker-Filament nicht so verbreitet sind wie TPU. Der Hauptvorteil von TPC ist die höhere Resistenz gegenüber Chemikalien, UV-Strahlung und Hitze (bis zu 150°C).
Wenn das Objekt dehnbar oder flexibel sein soll, sind TPE und TPU die richtigen 3D-Drucker-Filamente. TPE bzw. TPU sind besonders geeignet für Bauteile, die einer hohen Belastung ausgesetzt sind und sich schnell abnutzen. Sie sind geeignet für die Herstellung von Spielzeug, Hüllen oder Armbändern. TPC kann für gleiche Zwecke genutzt werden, eignet sich aber besonders für Gegenstände, die der Witterung und anderen extremeren Belastungen ausgesetzt sind.
Polycarbonate (PC) sind die härtesten Kunststoffe auf unserer 3D-Drucker-Filament-Liste. Sie sind jedoch nicht nur von enorm hoher Festigkeit, sondern auch extrem haltbar, schlag-, stoß-und hitzeresistent (bis zu 110 °C). Da dieses Material auch transparent ist, wird es für kugelsicheres Glas, Taucherbrillen und Bildschirme verwendet.
PC hat entscheidende Vorteile gegenüber Acryl- oder Plexiglas, auch wenn die Anwendungsmöglichkeiten ähnlich sind. Denn die anderen beiden Materialien können im Ernstfall, zersplittern oder brechen. PC dagegen, ist einigermaßen flexibel (allerdings nicht so dehnbar wie Nylon) und biegsam bevor es sich verformt.
Polycarbonate 3D-Drucker-Filament ist hygroskopisch und sollte kühl und trocken gelagert werden.
Wegen seiner physikalischen Eigenschaften ist PC als 3D-Drucker-Filament besonders für Bauteile geeignet, die ihre Festigkeit, Härte und Form bei hohen Temperaturen beibehalten sollen. Also besonders für elektrische, und mechanische Bauteile sowie und Automobilbauteile. Da das Material durchsichtig ist, eignet es sich besonders für Bildschirme und die Anwendung im Beleuchtungsbereich.
Nachdem wir den sechs wichtigsten 3D-Drucker-Filamenten ausreichend Aufmerksamkeit geschenkt haben, kommen wir nun zu den Spezial-Filamenten, die auch als exotisch bezeichnet werden (English: exotic).
Was macht ein 3D-Drucker-Material exotisch? Nun, während es bislang nur um die physikalischen Eigenschaften ging, dreht sich bei den exotischen Filamenten alles um ästhetische, optische, und andere besondere Eigenschaften der Materialien.
Aus diesem Grund, werden diese Materialen vor allem für Kunst- oder Spaß-Objekte verwendet. Mit anderen Worten: Hier kommt die Fun-Kategorie!
Schon einmal daran gedacht ein Holzobjekt mit dem 3D-Drucker herzustellen? In der unbegrenzten Welt des 3D-Drucks geht das, wenn auch nicht mit echtem Holz sondern einem Filament, das auf PLA basiert und mit Holzfasern versetzt ist.
Es gibt inzwischen eine ganze Menge 3D-Drucker-Filamente aus Holz/PLA. Unter ihnen findet man Holzarten wie Pinie, Birke, Zeder und Weide, aber auch ungewöhnliche Holzarten wie Bambus, Kirsche, Ebenholz, Kokosnuss, Korkeiche und Olive.
Einen kleinen Nachteil haben 3D-Drucker-Filamente mit Holz leider. Die damit erzeugten Objekte haben keine besonders hohe Festigkeit oder Flexibilität. Aber schließlich geht es um die Optik und eine angenehme Haptik, die durch Nachschleifen erreicht wird.
Sehr aufpassen muss man bei der Einstellung der Drucktemperatur. Der Farbton verändert sich je nach Hitze und bei einer zu hohen Drucktemperatur sieht das Objekt dann etwas “verbrannt” aus.
Holzfilament eignet sich für Gegenstände mit Holzoptik, die man auf den Schreibtisch oder ins Regal stellen kann. Man kann damit Schalen, Figuren und Trophäen drucken. Eine besonders kreative Anwendungsmöglichkeit sind maßstabsgetreue Modelle wie sie in der Architektur verwendet werden.
Wer nicht so auf Holzoptik steht, ist vielleicht bei den Metall-Filamenten richtig. Wie Holz-Filament besteht Metall-Filament nicht wirklich aus reinem Metall. Es ist eine Mischung aus Metallpulver und PLA oder ABS. Optik und Haptik eines mit Metall-Filament gedruckten Objekts sind aber sehr überzeugend. Auch das Gewicht vermittelt die Illusion von Metall, da das PLA oder ABS bei Metall-Filamenten dichter ist und der Metallstaub zusätzlich für Gewicht sorgt.
Bronze, Messing, Kupfer, Aluminium und Edelstahl sind nur einige der Varianten von Metall 3D-Drucker-Filament auf dem Markt. Und wenn man einen bestimmten Look möchte, ist es auch kein Problem, das gedruckte Objekt nachzubearbeiten. Von Polieren bis Korrodieren oder Mattieren ist alles möglich.
Man sollte wissen, dass der Gebrauch von Metall-Filamenten zu schnellerer Abnutzung des Druckkopfes führt, da die Metallteilchen abrasiv wirken.
In den 3D-Drucker-Filamenten handelsüblicher Hersteller ist das Verhältnis von Metallstaub zu ABS oder PLA ungefähr 50:50. Es gibt aber auch einige Anbieter, deren Filamente bis zu 85 % Metall enthalten. Weiterführend empfehlen wir diesen Artikel: Metall-3D-Drucker-Guide 2019 – Alles über Metall-3D-Druck
Metall-Filamente liefern nicht nur ästhetische Ergebnisse, sie sind in vielen Fällen auch funktional. Der Metallic-Effekt verleiht den gedruckten Figuren, Modellen, Spielsachen oder Münzen das gewisse Etwas.
Und solange sie nicht zu viel Belastung aushalten müssen, sind sie auch funktional einsetzbar. Etwa als Werkzeuge, Gitter oder Oberflächenkomponenten.
Biologisch abbaubare 3D-Drucker-Filamente bilden eine ganz eigene Kategorie unter den exotischen Filamenten, da ihre wertvollste Eigenschaft weder funktional noch ästhetisch ist. Wie jeder 3D-Druck-Liebhaber bestätigen kann, fällt beim drucken sehr viel Müll an. Nicht jeder 3D-Druck gelingt, Filamente können sich verheddern und fast fertige Drucke ruinieren. Biologisch abbaubare Filamente können Fehldrucke zwar nicht ausschließen, aber sie machen das 3D-Drucken umweltfreundlicher.
Wie schon gesagt, zählt PLA auch zu den biologisch abbaubaren Filamenten, es gibt aber auch andere Sorten wie bioFila von twoBEars oder Biome3D von Biome Bioplastics.
Der Umweltaspekt ist wohl das Hauptargument für biologisch abbaubare Filamente, die Qualität von Drucken mit bioFila oder Biome3D sollte aber auch nicht missachtet werden. Man kann sie bedenkenlos verwenden, wenn man keine besonderen Anforderungen an Festigkeit, Flexibilität oder Haltbarkeit stellt. Wer sich also um die Ökobilanz beim Drucken sorgt, sollte biologisch abbaubare Filamente für Prototypen und Konzeptmodelle einsetzen.
Bei all der Auswahl an extrem belastbaren, elastischen oder haltbaren 3D-Drucker-Filamenten wirkt es manchmal so, als ob es im 3D-Druck nur darum ginge entweder ästhetisch ansprechende oder mechanisch belastbare Teile herzustellen. Eine Internetsuche nach elektrisch leitfähigem (Englisch: „conductive”) 3D-Drucker-Filament belehrt einen jedoch eines Besseren. Auch für Elektroingenieure und Computertüftler bietet der 3D-Druck unzählige Möglichkeiten!
Durch den Zusatz von elektrisch leitfähigen Carbonpartikeln zu PLA und ABS, ist es ein Kinderspiel phantasievolle Schaltkreise mit Niederspannung zu bauen. Man muss nur ein Conductive-3D-Filament mit einem gewöhnlichen PLA oder ABS Filament koppeln und kann losdrucken.
Elektrisch leitfähiges 3D-Drucker-Filament unterstützt lediglich Stromkreise mit Niederspannung, hierbei sind der Phantasie jedoch keine Grenzen gesetzt. Man kann Schaltbords mit LEDs, Sensoren oder auch Raspberry Pis koppeln. Oder man baut Spiele-Controller, digitale Keyboards oder Trackpads, wofür es auf den diversen Maker-Seiten schon einige beispielhafte Projekte gibt.
Wie ihr Name suggeriert, leuchten fluoreszierende oder auch Glow-in-the-Dark-Filamente im Dunkeln. Druckt man beispielsweise kleine Gespenster mit diesem Filament (siehe Foto), leuchten diese wunderbar schaurig grün im Dunkeln.
Es gibt aber natürlich nicht nur Grün als Farbe, der Trick mit der Phosphoreszenz funktioniert genauso mit Blau, Rot, Pink, Gelb oder Orange.
Nachtleuchtendes 3D-Drucker-Filament ist eine Mischung aus phosphoreszierenden Materialen und PLA oder ABS. Es absorbiert Photonen (winzige Lichtpartikel), die später wieder emittiert werden. Deshalb leuchten die Objekte auch erst, nachdem sie im Licht waren. Sie müssen die Energie speichern, bevor sie sie abgeben können.
Um das beste Ergebnis zu erzielen, sollte man sehr massive Objekte mit sehr geringer Aushöhlung drucken. Je dicker die Wände, desto stärker das Leuchten!
Nachdem das schaurige, grünliche Leuchten der kleinen Gespenster schon beschrieben wurde, ist es fast unnötig darauf hinzuweisen, dass Nachtleucht-Filament extrem gut zu Halloween passt. Egal ob Gespenster oder Kürbislaternen, Spielzeuge oder Fensterdekorationen, der Kreativität ist keine Grenzen gesetzt.
Sind elektrisch leitfähige und metallene Filamente noch nicht exotisch genug? Wie wär’s mit einem magnetischen Bauteil? Magnetische 3D-Drucker-Filamente basieren auf PLA oder ABS und enthalten Eisenstaub, was für die magnetische Eigenschaft sorgt und den Objekten außerdem eine interessante metallische Optik verleiht.
Der Name dieser Filamente ist etwas irreführend, denn mit magnetisch ist lediglich ferromagnetisch gemeint. Das bedeutet, dass dieses Material von magnetischen Feldern angezogen wird, nicht jedoch selbst ein magnetisches Feld erzeugt. Mit magnetischem Filament gedruckte Objekte haften zwar an Magneten, sind aber selbst keine Magnete.
Magnetisches 3D-Drucker-Filament ist immer dann geeignet, wenn man Dinge herstellt, die an Magneten kleben sollen. Ornamente und Figuren (vor allem für den Kühlschrank) sind die häufigsten Beispiele, aber man kann genauso gut Spielzeug oder Werkzeug damit herstellen.
Erinnert sich noch jemand an die 80er Jahre T-Shirts, die ihre Farbe je nach Körpertemperatur verändert haben? Oder an „Stimmungsringe”? Farbwechselndes 3D-Drucker-Filament (Englisch: Color-Changing) folgt der selben Technik, denn es hängt von der Temperatur ab, welche Farbe gerade zu sehen ist.
Normalerweise können diese Filamente zwischen zwei Farben wechseln, etwa von Lila zu Rosa, von Gelb zu Rot oder von Blau zu Grün. Wie viele andere exotische 3D-Drucker-Filamente basiert farbwechselndes 3D-Drucker-Filament auf PLA oder ABS.
Da es keine besonderen physikalischen, taktilen oder funktionalen Eigenschaften hat, ist farbwechselndes 3D-Drucker-Filament nur wegen seiner Optik interessant. Man kann es für alle Druckprojekte verwenden, die man sonst auch mit ABS oder PLA durchführen würde. Hiermit erreicht man aber eben eine besondere Ästhetik. Es ist interessant für Smartphone-Hüllen, Ringe und Armreifen, Spielzeuge und Behälter.
Wie dieser Artikel zeigt, dominieren Kunststoffmaterialien ganz klar den 3D-Druck-Markt. Wir haben aber auch mal über den (Plastik)tellerrand geblickt und präsentieren ein weiteres interessantes Material: Ton. Dieses Material besitzt die Merkmale der irdenen Beschaffenheit und besteht aus einer Mischung aus Ton und Polymer.
Es gibt ein paar Hersteller, die ton/steingut-basierte Materialien anbieten. Filamente, die Ton enthalten (von den Herstellern oft als Keramik-Filamente bezeichnet), eignen sich besonders für Projekte, die tönerne und handgemachte Gegenstände imitieren sollen.
Was diese Filamente gemeinsam haben, ist ihre Brüchigkeit. Man muss also äußerst vorsichtig drucken.
Das Filament LAYCeramic von Lay ist ein Beispiel für Keramik-Filament, das die wohl authentischsten Ergebnisse erzielt. Das gedruckte Modell kann anschließend gebrannt werden. Dabei verflüchtigt sich das Polymer, das das Material zuvor zusammengehalten hat. Der Ton härtet nun selbst aus, schrumpft meist ein bisschen, sieht aber aus wie täuschend echte Töpferei. Jetzt kann glasiert und verziert werden.
Wenn du ein Objekt bauen willst, das handgearbeitet aussieht, aber beliebig oft reproduzierbar sein soll.
Es gibt zwei Gründe, warum wir die folgenden Filamente „professionell” nennen:
Erstens sind sie seltener im Heim-3D-Druck-Bereich als die bereits vorgestellten Filament-Arten. Sie werden vor allem in der Industrie verwendet oder von echten Cracks in Sachen Heim-3D-Druck.
Zweitens haben die folgenden Filamente spezielle funktionale Eigenschaften, etwa weil sie als Stützmaterial dienen oder zur Säuberung des Extruders eingesetzt werden.
Das bedeutet jedoch nicht, dass man sie nicht auch im Hobby-Bereich nutzen könnte. Die folgenden Filamente können sehr nützlich sein und sind für spezielle Druckprojekte die passende Alternative zu den klassischen 3D-Drucker-Materialien. Sie drucken ähnlich wie andere Materialien, benötigen jedoch manchmal mehr Aufmerksamkeit, was die Druckeinstellungen und das Equipment angeht. Manchmal benötigt man z.B. ein Hotend, das höhere Temperaturen schafft.
Klassische 3D-Drucker-Filamente wie ABS, PLA, PETG oder Nylon können mit Carbon-Faser verstärkt werden. Dadurch erhält man extrem feste und stabile Materialien mit vergleichsweise sehr geringem Gewicht. Damit hergestellte Objekte sind funktional einsetzbar und zeichnen sich durch ihre hohe Strukturstärke und Resistenz gegen Umwelteinflüsse aus.
Der Nachteil ist die verstärkte Abnutzung des Druckkopfes, besonders wenn der Extruder aus einem weichen Metall wie Messing ist. Schon nach einer Druckmenge von 500 Gramm ist die Abnutzung am vergrößerten Durchmesser des Druckkopfes ersichtlich. Wenn du deinen Druckkopf nicht ständig austauschen willst, solltest du einen Extruder speziell für solche Materialien anschaffen. Diese Spezial-Extruder sind aus einem härteren Metall und somit länger haltbar.
Dank der strukturellen Festigkeit und geringen Dichte, ist Carbon prima geeignet für mechanische Teile und Karosserie-Komponenten. Wenn man beispielsweise an einem Modellauto oder Modellflugzeug baut, ist Carbonfaser das perfekte 3D-Drucker-Filament.
Polycarbonate-ABS (PC-ABS) ist ein harter thermoplastischer Kunststoff, welcher die exzellenten Eigenschaften von Polycarbonaten (vor allem Festigkeit und Hitzebeständigkeit) mit der guten Vielseitigkeit von ABS vereint. Es ist eines der beliebtesten thermoplastischen Kunststoffe in der Industrie und findet sich in Automobilteilen, Elektronik oder Komponenten der Telekommunikation.
Bei der Anwendung im 3D-Druck hat man die gleichen funktionalen Vorteile, allerdings ist der Druckprozess etwas komplizierter. PC-ABS ist nämlich nicht nur hygroskopisch und soll trocken gelagert werden, das Material zudem muss vor dem Drucken in den Backofen um ausreichend auszutrocknen. Darüber hinaus ist die Drucktemperatur mit 260 °C sehr hoch und das gedruckte Material wellt sich sehr leicht, weshalb man ein beheiztes Druckbett mit einer Mindesttemperatur von 100 °C braucht.
Dieses Filament eignet sich besonders für den Prototypenbau, die Herstellung von Werkzeugen und kleinere Losgrößen von Gebrauchsobjekten, die keinen allzu großen Belastungen standhalten müssen.
Das Copolymer HIPS (Englisch: „High Impact Polysteryne”) verbindet die Festigkeit von Polystyren mit der Elastizität von Gummi. Es wird als Schutzmaterial im Containerversand und bei Verpackungen, etwa bei CD-Hüllen, eingesetzt.
In der Welt des 3D-Drucks spielt HIPS eine andere Rolle. Da 3D-Drucke komplexe Formen nicht einfach in der Luft drucken können, benötigt man für den eigentlichen Druck unterliegende Stützmaterialien, die später wieder abgenommen werden. Ein solches ideales Stützmaterial ist HIPS. Es wird oft in Kombination mit ABS für duale Extrusion eingesetzt. Es ist ein Kinderspiel, die sichtbaren Lücken eines 3D-CAD-Modells (am Computer erstelltes 3D-Modell) mit HIPS als Stützmaterial zu füllen. Wenn man fertig gedruckt hat, kann man die Stützkonstruktion ganz einfach wegschmelzen, indem man das Objekt in Limonene legt, einer farblosen Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit.
Man sollte HIPS nur mit ABS verwenden, da andere 3D-Drucker-Filamente durch Limonene beschädigt werden können. HIPS und ABS passen auch deshalb gut zusammen, da sie die gleiche Festigkeit, Stabilität und Drucktemperatur haben.
Durch seine guten Eigenschaften kann HIPS auch allein als Druckmaterial eingesetzt werden. Die Schlagzähigkeit ist besser als bei ABS oder PLA, das Material wellt sich weniger beim Drucken als ABS und es lässt sich gut kleben, schleifen oder bemalen.
HIPS-Filament hat ähnliche Eigenschaften wie ABS, es ist also ein guter Allrounder, der sich für alle Modelle anbietet, die relativ verschleißarm sein müssen oder die sich gut finishen lassen sollen.
Polyvinylalkohol (PVA) ist wasserlöslich und damit ideal für viele kommerzielle Anwendungen. Es wird für Verpackungen von Waschmittel-Kapseln oder für Fischköder verwendet (man wirft einen Beutel ins Wasser und kann zusehen, wie er sich auflöst und dabei den Köder freigibt).
Beim 3D-Druck kommt das gleiche Prinzip zum Tragen, was PVA zu einem exzellenten, löslichen Stützmaterial macht, das beim Druck mit dualer Extrusion verwendet werden kann. Der Vorteil von PVA gegenüber HIPS ist, dass es nicht nur mit ABS verwendet werden kann, sondern auch mit Filamenten wie PLA oder Nylon.
Ein Manko von PVA ist, dass es sich nicht ganz leicht verarbeiten lässt. Außerdem muss man sehr beim Lagern aufpassen, da selbst geringe Luftfeuchtigkeit das Filament beschädigen kann.
PVA ist eine gute Wahl, wenn es darum geht, komplizierte Drucke mit Überhängen und Stützmaterial umzusetzen.
Schonmal daran gedacht, echte Bronze, Messing oder Zinn zu drucken? Leider nicht möglich mit einem normalen Heim-3D-Drucker. Es gibt jedoch eine altbewährte Methode, die zum Metallobjekt führt: die Negativform. Alles was man tun muss, ist eine Wachsform mit dem 3D-Drucker herzustellen.
Man nennt diese Methode Wachsausschmelzverfahren, oder „Verfahren mit verlorener Form”. Es bedarf folgender Schritte:
Die Möglichkeit Wachs als 3D-Drucker-Filament zu verwenden, automatisiert den ersten Schritt. Denn normalerweise muss man die erste Form per Hand erstellen.
MOLDLAY, von der Firma Kai Party CC Products, ist das wichtigste 3D-Drucker-Filament aus Wachs. Wer Wachs drucken möchte, sollte beachten, dass Wachs-Filamente sehr viel weicher sind als normale 3D-Drucker-Filamente. Zu den Druckvorbereitungen gehört die richtige Einstellung des Extruders und die Beschichtung des Druckbetts mit einem Klebemittel.
Wenn man Modelle aus Metall herstellen will, braucht man erst mal eine Negativ-Form, in die man später das flüssige Metall gießen kann. Für solche Vorhaben eignen sich Wachsfilamente wie MOLDLAY. Du kannst die Positiv-Form aus Wachs drucken und somit komplexere Modelle schaffen. Das Wachsmodell wird schließlich ummantelt und das Wachs unter Hitzeeinfluss ausgeschmolzen. Übrig bleibt die Negativorm, mithilfe derer man den Metallabguss fertigen kann.
Auch wenn ABS wirklich ein vielseitiger Kunststoff ist, hat er doch auch ein paar eklatante Schwachstellen. Darum suchen Hersteller stets nach Alternativen, die für gewisse Anwendungen noch etwas besser geeignet sind. Eine dieser Alternativen zu ABS ist das schlagzähe Terpolymer ASA („Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer”). ASA ein extrem wetter-resistenter Kunststoff, der vor allem in der Automobilindustrie eingesetzt wird.
Als 3D-Drucker-Filament ist ASA fest, stabil und relativ einfach zu verarbeiten, vor allem aber ist es sehr resistent und beständig gegen Hitze und Chemikalien. Dauerhafte Anwendungen draußen und unter extremen Wetterbedingungen führen nicht zu Veränderung von Farbe oder Form, im Gegensatz zu ABS, das schnell eine gelbliche Farbe annimmt, wenn man es dem Wetter aussetzt. Wenn man also Gartenzwerge oder Vogelhäuser drucken möchte, ist dies ein exzellentes Material.
Ein weiterer kleiner Vorteil von ASA ist, dass es sich beim Drucken weniger wellt als ABS. Man muss jedoch vorsichtig mit dem Kühlungsventilator sein, denn ASA kann Risse bekommen, wenn es beim Drucken zu viel Gegenwind hat.
Für alles, was Umwelteinflüssen trotzen muss: also z.B. Vogelhäuschen, Gartenzwerge oder Steckdosen.
Der Kunststoff Polypropylen (PP) hat viele Stärken. Er ist stabil, flexibel, hell, chemisch resistent und lebensmittelecht. Dies erklärt auch, warum er so vielfältig eingesetzt wird, und sich etwa in technischen Kunststoffen, Lebensmittelverpackungen, Textilien und Geldscheinen findet.
Bedauerlicherweise ist es extrem kompliziert, PP fehlerfrei auszudrucken. Ein Grund dafür ist die schlechte Haftung zwischen den Schmelzschichten. Zudem, wellen sich die gedruckten Ebenen sehr häufig. Wenn es diese Probleme nicht gäbe, würde PP angesichts der guten mechanischen und chemischen Eigenschaften wahrscheinlich genauso beliebt sein wie PLA.
Noch eine interessante Überlegung: Da viele Haushaltsgeräte aus PP bestehen, wäre es möglich diese zu recyceln und neues 3D-Drucker-Filament aus alten Objekten herzustellen.
Wenn du es schaffst, dass sich dieses Material nach dem Drucken nicht verzieht, dann ist es eigentlich für alle Anwendungsgebiete geeignet, bei denen ein robustes, leichtes Material gebraucht wird. Es gilt jedoch zu beachten, dass das FDM-Drucken dieses Materials nicht die beste Idee ist. Zwar ist das Material lebensmittelecht und wird auch zur Verpackung von Medikamenten eingesetzt, jedoch produziert ein FDM-Drucker keine glatte Oberfläche, sondern hunderte, wenn nicht tausende kleine Schichten, an denen sich Bakterien ablagern können.
Polyoxymethylen (POM), auch bekannt als Acetal und Delrin, ist ein technischer Kunststoff, der zum Beispiel für Bewegungsteile und Bauteile verwendet werden, die hohe Präzision erfordern. Unterschiedliche Dinge wie Getriebe, Kugellager, Kamerafokus-Mechanismen oder Reißverschlüsse zählen dazu.
POM schlägt sich außerordentlich gut in all diesen Anwendungssektoren, da es eine hohe Festigkeit und Stabilität besitzt. Dieser Kunststoff kombiniert einen hohen Verschleißwiderstand mit sehr geringem Reibungskoeffizienten. Dank dieser Eigenschaften ist POM ein derart gutes 3D-Drucker-Filament.
Während es bei den meisten Materialien einen großen Unterschied zwischen den Möglichkeiten in der Industrie und jenen des Heim-3D-Drucks gibt, lässt sich mit POM zuhause fast genauso gut arbeiten wie in der Industrie. Drucke aus dem Heim-3D-Drucker mit POM sind fast genauso funktional und verlässlich wie industriell hergestellte Teile.
Man sollte bei POM ein beheiztes Druckbett verwenden, da die erste Schicht oft nicht richtig festklebt.
Für alle Bauteile, die sich bewegen, jedoch keine hohe Reibung aufweisen sollen. Beispielsweise für Getriebe von Modellautos.
Man erkennt nicht sofort, was sich hinter dem Namen Polymethylmethacrylat (PMMA) verbirgt, dabei steckt dahinter ein allseits bekannter synthetischer Kunststoff, der als leichter, bruchfester Glasersatz Bedeutung erlangte. Bei den Bezeichnungen Acryl oder Plexiglas (dies ist ein Markenname) weiß man dagegen sofort, was gemeint ist.
PMMA 3D-Druck-Filament ist nicht einfach zu verarbeiten. Um zu verhindern, dass sich das sMaterial direkt nach der Extrusion wellt oder milchig wird, muss der Druckvorgang zügig und ohne Unterbrechung bei konstant hoher Temperatur durchgeführt werden. Eine verschließbare Druckkammer ist von Vorteil um die Temperatur zu kontrollieren.
PMMA ist steif, schlagfest und transparent. Man kann es für alles verwenden, was lichtdurchlässig sein soll, etwa Ersatzfensterscheiben oder Spielzeugteile. Man sollte es nur nicht für Objekte verwenden, die biegsam sein sollen, da PMMA nicht flexibel ist.
Im Gegenteil zu allen anderen Filamenten auf dieser Liste, ist Reinigungsfilament (Englisch: Cleaning) nicht dazu gedacht, Objekte herzustellen. Es dient einzig dem Zweck, Druckköpfe zu reinigen und Filamentreste von früheren Druckaufträgen zu entfernen. Solch einen Reinigungsprozess durchzuführen, ist eigentlich nie verkehrt, besonders wichtig ist es aber, wenn man das Filament wechselt und das neue Material eine andere Farbe hat und eine andere Drucktemperatur benötigt als das vorige Filament.
Zur Durchführung der Reinigung muss man das 3D-Drucker-Filament manuell in ein schon erhitztes HotEnd einführen. Dabei wird das alte Restmaterial herausgedrückt. Abschließend lässt man das HotEnd abkühlen und zieht das Material wieder heraus. Genaue Anleitungen gibt es natürlich vom jeweiligen Hersteller.
Ein paar Tipps:
Du solltest immer wieder dran denken, deinen 3D-Drucker zu reinigen. Das ist vor allem nötig, wenn du nacheinander mit verschiedenen Materialien drucken willst. Eine Reinigung empfiehlt sich andernfalls aber auch in regelmäßigen Abständen, damit dein Hotend auch lange überlebt.
Flexibles Polyester (FPE) ist eine allgemeine Bezeichnung für 3D-Drucker-Filamente, welche harte und weiche Polymere verbinden. Solche Filamente sind in mancher Hinsicht vergleichbar mit PLA, jedoch gleichzeitig weicher und flexibler. Die spezifische Flexibilität hängt von den harten und weichen Polymeren ab und davon, in welchem Mischverhältnis sie enthalten sind
Zu den bemerkenswerten Eigenschaften von FPE zählen die starke Haftung zwischen den Druckschichten, die Temperaturbeständigkeit und Resistenz gegen zahlreiche Chemikalien. Da es eine große Bandbreite an FPE 3D-Drucker-Filamenten gibt, ist es hilfreich sich am „Shore-Value” zu orientieren, der darüber Auskunft gibt wie flexibel ein Material ist. Je niedriger die Zahl, desto flexibler ist das Material (85A oder 60D).
Wenn zwar eine gewisse Fexibilität gewünscht wird, aber eine einfache Handhabung beim Drucken absolute Priorität hat. Flexible, also biegsame Filamente sind nicht einfach zu drucken. FPEs sind ein Mittelweg: Genauso einfach zu drucken wie PLA aber flexibler als dieser Klassiker.
License: The text of "3D-Drucker-Filament: Alles, was du 2019 darüber wissen mußt" by All3DP is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Subscribe to updates from All3DP
You are subscribed to updates from All3DP
You can’t subscribe to updates from All3DP. Learn more…