Materialien


Die additive Fertigung hat ihren Anfang mit Polymeren (Kunststoffen) genommen, doch es haben sich auch Techniken für Metalle, Keramiken und pastöse Massen entwickelt.

In folgenden werden Materialien vorgestellt und die Vor- und Nachteile dieser erläutert.

 

Die verschiedenen Materialien zeichnen sich durch unterschiedliche mechanische und thermische Eigenschaften aus. Diese bedingen deren Einsatz und werden danach klassifiziert. Die Unterteilung in teil-kristallin bzw. amorph und nach Temperatur in Standardkunststoffe, technische Kunststoffe und Hochleistungskunststoffe (s. Abbildung) ist gängig.

 

Das Material PLA ist beispielsweise zusätzlich biologisch abbaubar und TPU ist flexibel. Die Werkstoffe werden auf die Verarbeitung mit 3D-Druckern angepasst. So wird der Grundwerkstoff PET durch Zugabe von Glykol zu PETG und somit besser verarbeitbar.

Zu nicht gängigen Materialien zählen gefüllte Polymere. Diese können mit organischen Materialien wie Holz, sowie mit Metallen oder Keramiken gefüllt sein. Durch einen mehrstufigen Entbinderungs- und Sinterprozess können Bauteile aus Metall oder Keramik hergestellt werden. Die mit Holz gefüllten Kunststoffe haben ein holzähnliches Aussehen. Durch Kunststoffe mit Kohlenstoff sollen die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs verbessert werden. Weitere Spezialfilamente bestehen aus fluoreszierenden oder elektrisch leitfähigen Materialien. Zudem sind die Materialien oft in verschiedenen Farben verfügbar.


PLA (Polyactide)

Vorteile

  • Sehr gute Verarbeitbarkeit (Einfach zu Drucken und damit ideal für Anfänger)
  • Keine gesundheitsschädlichen Ausgasungen
  • Herstellung aus nachwachsenden Rohstoffen
  • Hohe Steifigkeit
  • Günstig
  • UV-Beständig
  • geringe Entflammbarkeit
  • Temperaturbeständigkeit kann durch tempern erhöht werden

Nachteile

  • Spröde
  • Formbeständigkeit bis ca. 65°C


ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)

Vorteile

  • Hohe Festigkeit (Sehr stabiles Material)
  • gute Schlagfestigkeit
  • Temperaturbeständig

Nachteile

  • Schwierig zu Verarbeiten (neigt zu starkem Verzug)
  • Unangenehmer Geruch beim Verarbeiten
  • Geringe UV-Beständigkeit


ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat)

Vorteile

  • Ähnliche Eigenschaften wie ABS
  • Witterungsbeständig/ UV-beständig
  • Weniger Verzug beim Verarbeiten

Nachteile

  • asdf

 



PETG (Polyethylenterephthalat-Glykol)

Vorteile

  • Sehr gute Verarbeitbarkeit
  • Hohe Duktilität (Zähigkeit)
  • Lebensmittelecht
  • Gute Wärmeformstabilität (65 - 95°C)
  • Geringer Verzug

Nachteile

  • Mäßige UV-Beständigkeit
  • Etwas teuerer, als PLA
  • Neigung zum Stringing (Fädenziehen)
  • Hygroskopisch


PA (Polyamid, Nylon, Perlon)

Vorteile

  • Hohe mechanische Belastbarkeit
  • Hohe Zugfestigkeit
  • Gute thermische Belastbarkeit
  • Sehr gute Ölbeständigkeit

Nachteile

  • Teuerer
  • Starker Verzug beim Verarbeiten
  • Sehr hygroskopisch


TPU (Thermoplastic Polyurethane)

Vorteile

  • Flexibel/ elastisch (abhängig von der Shore Härte)
  • Hohe Formstabilität bis ca. 95°C
  • Gute Ölbeständigkeit
  • Sehr gute UV-Beständigkeit

Nachteile

  • Etwas schwieriger zu Verarbeiten auf Grund der Flexibilität (langsamere Druckgeschwindigkeit notwendig)
  • Hygroskopisch


PC (Polycarbonat)

Vorteile

  • Flexibel (abhängig von der Shore Härte)

Nachteile

  • Etwas schwieriger zu Verarbeiten auf Grund der