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Filament – das Material für einen 3D-Druck

Filament – das Material für einen 3D-Druck

Nachdem 3D-Drucker in den Anfangszeiten entweder ein hohes Know-how und Eigeninitiative oder hohe Investitionskosten benötigten, werden die Geräte dank stark gefallener Preise immer beliebter. Das mit Abstand am häufigsten eingesetzte Verfahren ist Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication. Hierbei schmilzt eine Düse einen dünnen Kunststofffaden – das Filament. Eigenschaften und Qualität eines Objektes werden von ihm maßgeblich beeinflusst.

PLA – ein Filament aus nachwachsenden Rohstoffen

Filament PLAHinter der Abkürzung verbergen sich chemisch verbundene Milchsäuremoleküle, die als Polyactide bezeichnet werden. Sie dienen als Basis für zahlreiche Kunststoffe und werden vielfältig im Alltag eingesetzt. Zu den industriell hergestellten Produkten zählen beispielsweise Kleidung, Behälter wie Trinkbecher, Schreibgeräte, Verpackungen und Folien. Obwohl es sich um einen synthetisch hergestellten Stoff handelt, kann PLA aus regenerativen Ausgangsstoffen wie etwa Maisstärke gewonnen werden und ist biologisch abbaubar. PLA eignet sich als Filament ausgezeichnet für den 3D-Druck und besitzt einige sehr positive Eigenschaften. Der Schmelzpunkt liegt relativ niedrig und der Verzug (Warping) während der Verarbeitung ist gering. Darüber hinaus haftet das Filament sehr gut auf der Bauplattform und benötigt im Gegensatz zu anderen Materialien nicht zwangsweise ein Heizbett. Ein weiterer Vorteil ist, dass PLA ungiftig ist und sich das Material deshalb auch für Spielwaren oder Gegenstände eignet, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. Zu den Nachteilen zählt hingegen der etwas höhere Preis und dass Filament bei langer Lagerzeit Spuren von Wasser aufnehmen kann, die beim anschließenden Druck zu einer Blasenbildung führen.

ABS – harte Oberflächen und eine hohe Beständigkeit

Filament ABSNeben PLA ist Acrylnitril-Butadien-Styrol das mit Abstand populärste Filament. Auch dieser Kunststoff wird im großen Umfang produziert und entsteht durch die Weiterverarbeitung von Erdölprodukten. Viele Haushaltsgegenstände enthalten Bauteile aus ABS, da diese eine zuverlässige Schlagfestigkeit mit einer unempfindlichen Oberfläche und einer hohen Toleranz gegen Hitze verbinden. Außerdem besitzt das Filament eine langlebige Haltbarkeit und lässt sich leichter durch mechanische Prozesse wie etwa Bohren, Schneiden oder Fräsen nachbearbeiten. Wegen seines hohen Schmelzpunktes benötigt ABS jedoch auch eine deutlich höhere Drucktemperatur und führt beim Aushärten leichter zu Verformungen durch eine unregelmäßige Abkühlung. Außerdem ist für das Drucken mit diesem Filament ein Heizbett unverzichtbar. Zu beachten ist weiterhin, dass Filament aus ABS als reizend eingestuft ist und deshalb nicht dauerhaft mit Lebensmitteln in Kontakt kommen sollte.

Spezielles Filament mit besonderen Materialeigenschaften

Üblicherweise verwenden 3D-Drucker wegen der guten Materialeigenschaften entweder ABS oder PLA als Filament. Es gibt allerdings noch zahlreiche weitere Spezialkunststoffe, die sich für unterschiedliche Projekte anbieten. Darunter fällt beispielsweise Nylon, das allerdings wegen der hohen Schmelztemperatur mit den meisten handelsüblichen Druckern nicht verarbeitet werden kann.
Andere Werkstoffe imitieren beispielsweise die Eigenschaften von Holz, Stein oder Metall. Wichtig ist jedoch, dass nicht jeder 3D-Drucker jedes Filament problemlos verarbeiten kann. Zusätzlich benötigen diese fast immer eine sehr exakte, teilweise individuell an den Drucker und das Objekt angepasste Einstellung. Aus diesem Grund sollten zunächst einmal mit kleinen Objekten Versuche angestellt werden, um die optimale Konfiguration zu ermitteln. Für Einsteiger ist PLA ohne Zweifel das günstigste Material, da es sehr leicht zu verarbeiten ist. Mit einer entsprechenden Erfahrung verläuft der Druck mit ABS jedoch in der Regel nahezu ebenso problemlos.