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Filamentmaterialien und Ihr Eigenschaften

Oft werde ich gefragt welches Material ich wofür benutze um dies einmal zu klären führen wir hier die folgenden Material Arten mit Ihren Eigenschaften und den entsprechenden Beschreibungen auf. Hier werden wir nur die FDM Filamente erläutern. Resin wird in einem extra Post erklärt.

Wir nutzen primär PLA+ und nur noch wenig normales PLA, neben diesen beiden sehr ähnlichen Materialien, auf die Unterscheide gehen wir gleich ein, nutzen wir noch PETG.

PLA (Polymilchsäure): Wird aus Maisstärke und Zuckerrohr gewonnen und ist das umweltfreundlichste Material da es in Kompostier-Anlagen kompostiert werden kann. Wichtig dies funktioniert nicht im Komposthaufen im Garten. Es ist sehr leicht zu drucken und ist sehr stabil/hart. PLA gibt es in verschiedenen Formen und Farben und ist somit das diverseste Filament was man bekommen kann, jede Unterart hat andere Eigenschaften. Hier einmal einige Beispiele:

  • Silk (Seidenglanz)
  • Metal (sieht gedruckt aus wie Metal)
  • Galaxy (mit glänzenden Metallzusätzen)
  • Rainbow (Filament mit Farbwechsel)
  • Marmor
  • PLACF (PLA mit Carbonfasern)
  • Matt (Farbe nach dem Druck matt und nicht glänzend)
  • PLA HF (Hochgeschwindigkeits-PLA)
  • Glow in the Dark

PLA+: Ist ein durch Zusätze verbessertes bzw. verändertes PLA welches mit verbesserter Festigkeit und Temperaturbeständigkeit punktet auch dies ist wie PLA kompostierbar. Auch PLA + gibt es in fast allen oben aufgeführten Unterarten.

PETG (Polyethylenterphtahlat-Glykol): PETG benötigt zum drucken mehr Hitze als PLA und neigt zum Fäden ziehen weshalb hier eine höhere Nachbearbeitung notwendig ist. Dies hat sich jedoch in den letzten Jahren stark vermindert und mittler Weilen lässt sich PETG fast genauso einfach wie PLA drucken. PET-G ist ein modifiziertes PET, aus diesem besteht zum Beispiel Getränkeflaschen. Es gehört zu der Familie der Polyester.

ÜBERSICHT:

MaterialVorteileNachteileEinsatzzweck
PLA– leicht zu drucken
– geruchsarm
– biologisch abbaubar
– Dimensionsstabil
– geringe Verformung
– spröde, bricht schnell
– nicht UV stabil
– geringe Hitzebeständigkeit
Dekoelemente und Spielzeuge im Innenbereich
PLA+– wie PLA
-verbesserte Festigkeit
– verbesserte Hitzebest.
– biologisch abbaubar
– nicht UV stabil
Dekoelemente und Spielzeuge im Innenbereich und bedingt im Aussenbereich mit wenig Sonneneinstrahlung
PETG– UV beständig
– hohe Festigkeit
– hohe Schlagfestigkeit
– Chemikalien beständig
– höhere Drucktemp.
-neigt zum ausfasern
funktionelle Teile, Außenanwendungen, Werkzeuge, Behälter

Nun wird vielen noch nicht klar sein was wir wofür einsetzen daher hier eine weitere Übersicht:

MaterialVerwendung für
PLA+– Schlüsselanhänger
– Dekoration für die Wohnung
– Funktionelle Teile mit geringer Belastung
– Prototypen
PETG– Dekoration Außenbereich
– funktionelle Teile mit mittlerer Belastung
– Cosplay Props
– Teile mit einer Hitzebelastung über 60 Grad

Lebensmittelechte Drucke: Hier muss ich nun etwas ausholen. Als erstes unsere Drucke sind nie lebensmittelecht und sollten auch nicht in Kontakt mit Lebensmittel kommen. Aber nun klären wir erst einmal was wir für einen lebensmittelechten Druck benötigen würden:

  • Reinraum (hermetisch abgeschlossen, nur in Spezialkleidung zu betreten)
  • lebensmittelecht zertifizierter Drucker
  • lebensmittelecht zertifiziertes Material

Die oben aufgeführten Dinge sind in einem privaten und Hobby Bereich nicht möglich. Alleine das ein Reinraum nicht möglich ist, gehen wir hier aber einmal auf unsere und Eure Drucker ein. Natürlich könnt Ihr lebensmittelechtes Filament mit diesen Drucken jedoch wird dies sofort durch Euren Drucke und die Nozzel kontaminiert, wodurch es sofort nicht mehr lebensmittelecht ist. Auch ist das Druckverfahren FDM hier ein Problem denn die Teile werden aus einzelnen übereinander liegenden Schichten gedruckt. Zwischen diesen bestehen Leerräume in welchen sich Bakterien und andere Pathogene gut ausbreiten können. Hinzu kommt, dass die meisten Filamente nicht für eine Spülmaschine und die dort verwendeten Reinigungsmittel geeignet sind.

Abschluss: Anhand dieser Beschreibungen und Daten sollte es Euch nun einfacher sein nach zu vollziehen warum wir Material X für entsprechende Verwendungszwecke benutzen. Wir wollen das beste Material für den besten Einsatzzweck benutzen. Natürlich gibt es noch viel mehr Filamente wie ABS, ASA und andere technische Materialien. Diese sind jedoch mit weiteren Vor- und Nachteilen behaftet welche auch auf Eure Gesundheit Einfluß nehmen können während des Druckes. Daher auch bei PLA und TPU ist es immer wichtig einen gut durchlüfteten Raum und einen Luftreinniger zu haben, da auch diese Materialien verdampfen und Schadstoffe in die Luft abgeben. Die verbauten Filter in den Drucken (geschlossene System) filtern nunmal nicht 100% und die offenen Geräte gar nicht. Daher wenn Ihr viel Druckt achtet auf die Lüftung und haltet Euch am besten nicht lange in dem entsprechendem Raum auf. Abhilfe kann hier ein Entlüftungssystem bringen welche jegliche Abluft der Drucker, Laser, Resindrucker aus dem Zimmer nach Außen abführen.