PLA

Polylactide – polylactid acid – Polymilchsäuren

            Im Bereich des Hobby-3D-Drucks ist PLA unangefochtene Spitze. Gegenüber den anderen Filamenten, hat es einige entscheidende Vorteile. PLA ist sehr einfach zu drucken, da es eine niedrige Schmelztemperatur hat. Es verzieht sich nicht so leicht beim Abkühlen und ein beheiztes Druckbett ist nicht unbedingt notwendig. Ein weiterer Vorteil von PLA ist, dass dieses Filament keine schädlichen Gerüche beim Extrudieren abgibt. Es wird zu den geruchlosen Filamenten gezählt.

PETG (PET, PETT)

Polyethylenterephthalat

                PETG ein sehr beliebtes 3D-Druck-Filament und ist eine Form des bekannten PET (Recycling-Wasserflaschen, Kunststoffbehälter in der Lebensmittelindustrie uvm. sind aus PET). Da PETG durch „Glycol“ modifiziert ist, kann es sehr gut im 3D-Druck verwendet werden. Es ist klarer und weniger brüchig als reines PET. Da PETG hygroskopisch ist, sollte man das Filament trocken lagern. Es ist meiner Ansicht nach die bessere Alternative zu PLA, da es flexibler und haltbarer ist und zudem nur unwesentlich teurer ist. Der Druck ist fast genauso einfach wie bei PLA, ein beheiztes Druckbett sollte allerdings verwendet werden.

ABS

Acrylnitril-Butadien-Styrol

            ABS zählt ebenfalls du den beliebten Filamenten, gleich hinter PLA und PETG. ABS findet man in vielen Haushaltswaren, der KFZ Branche, Werkzeuggriffe und Konsumgütern wie zum Beispiel LEGO-Steinen. Die Materialeigenschaften von ABS sind deutlich besser, als die von PLA und PETG, allerdings ist auch die Handhabung beim 3D-drucken schwieriger. 3D-gedruckte Bauteile aus ABS, sind sehr Haltbar und Temperaturbeständig. Die Drucktemperaturen müssen allerdings sehr hoch sein und ABS verzieht sich sehr leicht beim Abkühlen. Auch die Dämpfe können zum Problem werden. Man sollte mit einem beheizten Druckbett und in einem gut belüfteten Raum drucken. Es empfiehlt sich, ein Gehäuse zu verwenden und auch ein beheiztes Druckbett ist unbedingt erforderlich.

TPE

Thermoplastische Elastomere

            TPE-Filamente sind „gummiartige“ Filamente wie z.B. TPU (Thermoplastisches Polyurethan) oder TPC (Thermoplastische Copolyester-Elastomere). Sie sind flexibel und dennoch sehr haltbar. TPE´s sind ähnlich dem ABS häufig im KFZ Bereich und auch im Haushalt zu finden.  Da die Elastomere weich und dehnbar sind, ist das Drucken mit ihnen nicht einfach. Es ist bei der Extrusion sehr klebrig und flexibel. Hier empfiehlt sich, einen Direktextruder zu verwenden.

ASA

Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer

            Auch wenn ABS wirklich ein vielseitiger Kunststoff ist, hat er doch auch ein paar eklatante Schwachstellen. Eine Alternative zu ABS ist das schlagzähe Terpolymer ASA. Es ist ein extrem wetterresistenter Kunststoff, der vor allem in der Automobilindustrie eingesetzt wird. Als 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, dass schnell eine gelbliche Farbe annimmt, wenn man es dem Wetter aussetzt. 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.

FPE

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 Flexibilität 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.

Nylon

Polyamid PA 66

            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. 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.

PC

Polycarbonat

            Polycarbonate (PC) sind die härtesten Kunststoffe der Filamente. 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.

PVA

Polyvinylalkohol

            Polyvinylalkohol (PVA, PVAL oder PVOH) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der durch die alkalische Verseifung von Polyvinylacetat gewonnen wird. Verseifung bzw. Hydrolyse bedeutet eine Spaltung einer (bio)chemischen Verbindung durch die Reaktion mit Wasser. Das kristalline Endprodukt ist weiß bis gelblich (naturfarben). Im 3D Druck wird PVA Filament aufgrund seiner wasserlöslichen Eigenschaft verwendet. Der Kunststoff besitzt eine hohe Zugfestigkeit sowie Flexibilität. Beide Eigenschaften ändern sich jedoch bei der Aufnahme von Feuchtigkeit. Je höher diese ist, desto geringer wird die Zugfestigkeit. Gleichzeitig erhöht sich jedoch auch die Elastizität von PVA. Die Dichte variiert je nach Hydrolysegrad von 1,19–1,31 g/cm³. Ebenso hängt der Schmelzpunkt davon ab – zwischen 200 und 228 °C. Die Glastemperatur liegt bei 85 °C.

Reinigungsfilament

            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. Man benötigt nicht mehr als 10 cm 3D-Drucker-Filament pro Reinigung. Es gibt noch andere Reinigungsmethoden, inklusive der populären „cold pull”-Technik, bei der man ein kaltes Filament durch den Druckkopf zieht und dabei versucht, Restbestände mit heraus zu ziehen. Dafür braucht man kein Reinigungsfilament. 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.

weitere Filamentarten:

 Die Liste ist noch lange nicht fertig, da immer wieder neue Filamente entwickelt werden. So gibt es z.B. noch folgende nicht all zu oft (im Hobbybereich) eingesetzte Filamente:

PS / HIPS – Polystyrol / High impact polystyrol

PP – Polypropylen

XT- Copolyester

POM – Polyoxymethylen

PMMA – Polymethylmethacrylat 

uvm.....