Filament - Den 3D Drucker richtig ausstatten

In der modernen Zeit dreht sich schon lange nicht mehr alles um Tintenstrahl- oder Laserdrucker, sondern die sogenannten 3D Drucker sind der neuste Trend. Sie begeistern die ganze Welt und beeindruckend durch ihre neuen Druckergebnisse, welche nicht mit einem herkömmlichen Gerät verglichen werden können. Immerhin wird nicht einfach ein Blatt bedruckt, sondern es wird eine 3D-Skulptur erstellt. Unwichtig, ob Sie sich einen Kerzenständer, eine Figur, eine Tasse oder eine kleine Nachbildung machen möchten, durch den 3D Drucker ist das mit dem passenden Filament möglich. Die Erstellung nimmt, je nach Größe und Aufwand des Modells, natürlich wesentlich mehr Zeit in Anspruch. Doch dafür können Sie mit dem richtigen Filament einzigartige Produkte erstellen, welche mit einem normalen Drucker nicht möglich wären.

Inhalt

1. Filament - Vergessen Sie nicht Ihr Verbrauchsmaterial!

Sicherlich benötigen Sie für einen 3D Drucker andere Verbrauchsmaterialien, als Sie es für den Laser- oder Tintenstrahldrucker gewohnt sind. Dementsprechend müssen Sie zu sogenannten „Filament“ greifen. Das 3D Filament wird für den Druck benötigt, weil ansonsten keine Figuren entstehen können. Dennoch sollten Sie im Handel nicht einfach zu einem 3D Drucker Filament greifen, nur weil es gerade im Angebot ist.

Nicht jeder 3D-Drucker kommt mit allen angebotenen Filamenten klar und manchmal müssen Sie sich näher mit dem Thema beschäftigen, damit Ihr Drucker die perfekten Dateien aushändigen kann. Würden Sie einfach so mit einem Filament loslegen, ärgern Sie sich sicherlich anschließend über schlechte Druckergebnisse oder sogar verstopfte Druckdüsen.

Sie sollten sich bis ins Detail mit Filamenten befassen und wie ein 3D-Drucker funktioniert. Hier finden Sie viele Informationen: Wie funktioniert ein 3D Drucker?

Insofern kann die falsche Wahl den teuren 3D Drucker beschädigen, was Sie natürlich umgehen sollten.

2. Welche Unterschiede gibt es bei den Filamenten?

Auf den Markt werden Sie eine riesige Auswahl an Filamenten antreffen. Von den beliebten PLA Filament über das Peek Filament und PVA Filament bis hin zum Ninjaflex Filament und Nylon Filament. Bevor Sie sich für ein Filament entscheiden, sollten Sie einen Blick auf Ihren Drucker werfen.

In der Regel gibt der Hersteller an, welches Filament verwendet werden kann.

Grob werden die angebotenen Filamente nach den folgenden Kriterien unterschieden:

• Glastemperatur,

• Drucktemperatur,

• Druckgeschwindigkeit,

• Der Farbe,

• Den Kosten,

• Durchmesser

• Beheiztes Bett.

Natürlich können wir hier nur die vielen unterschiedlichen Themen und Bereiche anschneiden, wobei für Sie im Grunde nur drei Punkte entscheidend sind: Der Durchmesser, das Material und die Farbe. Bei Kauf sollten Sie die Angaben des Herstellers beachtet. Je nachdem welche Größe und Materialien von diesem unterstützt wird, können Sie frei auswählen.

Lassen Sie auch Ihre persönlichen Bedürfnisse mit einfließen, damit das optimale Filament entdeckt werden kann.

2.1. Glastemperatur

Die Glastemperatur gibt an, ab welcher Temperatur das Filament 3D Drucker anfängt zu schmelzen. Hierzu einige Beispiele: Das BlendLay Filament beginnt ab 65 °C mit dem Schmelzprozess, wobei Filament PLA schon ab 45 bis 65 °C beginnt sich zu verflüssigen.

Je höher die benötigte Temperatur ist, desto mehr Strom wird beim Prozess verbraucht. Dementsprechend mehr Geld wird für einen Druck benötigt. Am wenigstens Energie verbrauchen somit Laywoo-D3 und PLA Filamente.

Die höchsten Energiekosten liegen bei ABS und PC Filamente mit rund 110 bis 120 °C.

2.2. Drucktemperatur

Mit der Drucktemperatur wird beschrieben, bei welcher Temperatur das Produkt gedruckt wird. Wichtig ist, dass die Glastemperatur nicht gleich der Drucktemperatur ist. Dazu ein kleines Beispiel: Beginnt Laybrick schon bei 70 °C mit dem Schmelzprozess, wird es aber bei 165 bis 210 °C verarbeitet. Auch in diesem Bereich gibt es wieder Höchstwerte, wobei durch verschiedene Einstellungen die Drucktemperatur gesenkt werden kann.

Gleichermaßen wirkt sich die Drucktemperatur auch auf den Stromverbrauch aus. Insofern benötigen Sie den höchsten Wert für PC Filament mit 275 bis 285 °C. Am wenigsten Energie wird bei PVA Filament mit 180 bis 205 °C benötigt. Ausnahmen können auch Laybrick Filament sein.

2.3. Druckgeschwindigkeit

Wie bei einem Blatt Papier kann ein 3D Drucker nicht einfach eine Skulptur „auswerfen“. Es wird eine gewisse Zeit benötigt, bis das Modell fertig ist. Auch diese Zeit hängt von dem verwendeten Filament ab. Die geringste Geschwindigkeit erhalten Sie bei dem PC Filament. Es schafft pro Sekunde 20 bis 25 Millimeter.

Auch PLA Filament ist nicht sonderlich schnell, kann sich aber ab 20 Millimeter pro Sekunde nach oben ausweiten. Den schnellsten Fortschritt erhalten Sie mit Laywoo-D3, wobei dieser bei 40 bis 100 Millimeter pro Sekunde liegt.

2.4. Beheiztes Bett

Das Bett ist die Platte, auf welches die Skulptur geformt wird. Wichtig ist, dass das Bett nicht vollkommen kalt ist, da es ansonsten zu Sprüngen oder Schäden im Filament kommen kann. Deswegen muss das Bett beheizt werden. Wie üblich, kommen dieselben Temperaturen nicht bei jedem Filament vor.

Am heißesten, und somit auch den größten Stromverbrauch, ist bei ABS, BlendLay, Nylon und PC Filament vorhanden. Hier liegt die Temperatur zwischen 110 und 130 °C. Hingegen sparen Sie mit dem Laywoo-D3 und PLA Filament viel Geld, denn hier kann liegt die Gradzahl bei 0 bis 60.

Wichtig ist, dass ein solch beheiztes Bett nicht bei jedem 3D Drucker vorhanden ist. Es dient einfach der besseren Haftung der ersten Schichten.

2.5. Farbe

Sicherlich gibt es heute schon sehr viele Farben im Bereich der Filamente. Früher war es üblich, dass es alleine schwarze oder weiße Filamente gab, wobei die Auswahl heute stark angewachsen ist. Wie in vielen Fällen hängt die Farbwahl von dem gewählten Produkt ab.

Insofern gibt es bei ABS Filament nur Gelb und Weiß, wohingegen PLA Filament alle Farben des Regenbogens bietet.

2.6. Kosten

Die Kosten für Filamente sind heute wesentlich geringer, als noch vor einigen Jahren. Immerhin kommen 3D Drucker nicht mehr nur in großen Unternehmen und Einrichtungen zum Einsatz, sondern auch im privaten Gebrauch. Genau darauf haben sich die Hersteller spezialisiert, weshalb die Preise für passendes Filament heute zwischen 15 und 50 Euro liegen.

2.7. Durchmesser

Filamente werden auf eine lange Kurbel aufgewickelt und sind somit ein simpler Draht. Dieser kann verschiedene Durchmesser ausweisen, wobei Sie wieder darauf achten müssen, welche Durchmesser Ihr Drucker unterstützt. Im Allgemeinen finden Sie immer nur zwei Durchmesser vor. Entweder 1,75 oder 3,00 Millimeter.

Zwei kleine Ausnahmen gibt es: ABS Filament besitzt alleine einen Durchmesser von 1,75 Millimeter, wohingegen es PLA Filament noch mit 2,85 Millimeter gibt.

3. Ein wahrer Alleskönner – PLA Filament

Für die meisten 3D Drucker sowie Situationen ist das PLA Filament die optimale Wahl. Dieses Produkt besteht aus Poliactide Kunststoffe. Heute gehört das Filament PLA zu einer der beliebtesten Druckmaterialien für den 3D Drucker, zumindest für Geräte, welche mit dem FDM-Verfahren arbeiten, wie beispielsweise Makerbot, RepRap oder Ultimaker.

Die hohe Beliebtheit von PLA Filament resultiert aus der einfachen Verarbeitung und dem biologischen Hintergrund.

3.1. Die chemische Zusammensetzung von PLA Filament

Wie auch Polyester gehört das PLA Produkt zu den synthetischen Polymeren. Betrachten Sie dies auf der Molekularbasis, dann besteht PLA Filament aus chemischen Bindungen aus Milchsäuremolekülen. Unter Hitzezufuhr können thermoplastische Kunststoffe produziert werden.

3.2. Die Verwendung von PLA

Die Liste der positiven Eigenschaften des PLA Filaments ist lang. Deswegen ist es nicht verwunderlich, dass PLA auch schon vor der Revolution des 3D Druckers vielseitig eingesetzt wurde. Durch seine sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme wird das Material schon lange in der Sportindustrie und für die Produktion von Funktionskleidung verwendet.

Ebenso hat PLA eine schwere Entflammbarkeit und eine hohe UV-Beständigkeit, weshalb es gerade im Möbel- und Außenbereich zum Einsatz kommt. Ebenso liegt es an der geringen Dichte von PLA, dass viele Modelle daraus hergestellt werden. Besonders das leichte Gewicht von PLA ist beeindruckend.

3.3. Die Umweltaspekte von PLA

Gerne wird PLA Filament als Bio-Plastik betitelt. Bis zu einem gewissen Maße stimmt dies auch. Im Gegensatz zu anderen Produkten wie ABS Filament, wird PLA aus regenerativen Rohstoffen, wie beispielsweise Maisstärke, hergestellt. Dennoch sind gewisse Umstände notwendig, damit das Druckmaterial komplett biologisch abgebaut werden kann.

In vielen Fällen sind diese Bedingungen nur in industriellen Kompostieranlagen realisierbar. Auf dem heimischen Kompost wird sich PLA nicht zersetzen. Insofern handelt es sich nicht um ein wasserlösliches Filament.

3.4. Die Schwäche vom Filament

Auch PLA hat gewisse Schwächen. Insofern fängt das Plastik schon ab 60 °C an langsam weich zu werden. Durch diesen niedrigen Schmelzpunkt, welcher zwar bei der Herstellung viel Energie spart, ist PLA für viele Einsatzzwecke ungeeignet.

Auch im gehärteten Zustand ist die Festigkeit nicht mit ABS vergleichbar.
 

4. Tipps und Tricks für die beliebtesten Filamente

In vielen Bereichen konkurrieren genau zwei Filamente miteinander, die nun näher unter die Lupe genommen werden. Ebenso gibt es einige Tipps und Tricks im Umgang mit diesen beiden Produkten. Entscheidend ist, dass im Grunde ABS und PLA Filament in den meisten 3D Druckern genutzt werden kann.

Deswegen sind dies wohl die wichtigsten Materialien, wenn Sie sich in das große Feld der 3D Druckerei begeben wollen.

4.1. Die Kniffe für PLA Filament

Die ideale Drucktemperatur für PLA Filament liegt bei 180 bis 200 °C. Am besten experimentieren Sie ein wenig mit den Temperatur-Einstellungen, da jeder Drucker seine eigenen Vorlieben besitzt. Somit können Sie überprüfen, womit Sie die besten Ergebnisse erhalten.

Gerade die Variablen wie Düsendurchmesser, Druckgeschwindigkeit und Schichthöhe sind essenziell.

Diese können Sie über eine passende Drucker-/Slicer Software einstellen und für künftige Aufträge abspeichern.

Praktischerweise hat PLA Filament nur eine geringe Tendenz sich zu verziehen, dem sogenannten Warping. Deswegen können Sie auf einen beheizten oder kalten Druckbett drucken. Sollte Ihr Drucker über ein beheizbares Druckbett verfügen, nutzen Sie dieses am besten. Die Temperatur sollte zwischen 40 und 50 °C liegen.

Für die besten Druckergebnisse ist die Haftung der ersten Druckschicht entscheidend. Deswegen gibt es einige Tricks, wie Sie die Haftung auf dem Druckbett verbessern können.

PLA-Drucke haften sehr gut auf blauem Abklebeband, dem Blue Masking Tape. Ursprünglich war das Band von Anstreichern verwendet wurden, um den anzustreichenden Untergrund abzukleben. Mittlerweile kann das Band auch bei 3D Drucken zum Einsatz kommen, wobei es gute Hafteigenschaften ohne Rückstände von Klebstoff ermöglicht.

Wichtig ist, dass Sie das Klebeband direkt auf dem Druckbett anbringen und die einzelnen Streifen nahtlos aneinanderkleben. Ist dies nicht möglich, lassen Sie kleine Lücken zwischen dem Klebeband. Überlappen kann später zu Schwierigkeiten beim Druck führen.

Ebenso können Sie das Druckbett mit Haarspray beschichten. Hierzu einfach extra starkes Haarspray auf das Druckbett sprühen. Da aber Rückstände zu vernehmen sind, sollten Sie diese Methode nur bei Druckern verwenden, wo Sie das Bett komplett herausnehmen und reinigen können.

4.2. Hilfreiche Tipps für ABS Filament

Die zweite große und beliebte Art von Filament ist ABS. Die empfohlene Drucktemperatur liegt zwischen 235 und 256 °C. Doch wie bei dem PLA Filament sollten Sie auf die spezifischen Eigenschaften Ihres Druckers achten. Auch hier können Sie mit den Temperatur-Einstellungen experimentieren, damit Sie optimale Ergebnisse erzielen.

Für den Druck mit ABS Filament ist unbedingt ein Drucker mit beheizbarem Druckbett zu verwenden. Sollten Sie einen solchen Drucker nicht besitzen, kann sich ABS beim Druck verziehen. Deswegen das Bett auf 80 bis 110 °C heizen. Nach dem Ausdruck der ersten Schicht sollten Sie die Temperatur auf 70 °C reduzieren, um das Verziehen zu verhindern.

Auch bei ABS ist die Hochwertigkeit des Drucks abhängig von der ersten Schicht. Deswegen können Sie mit einem Polyimidband, Haarspray oder einer Beschichtung aus einem ABS-/Aceton-Gemisch arbeiten, damit die erste Schicht perfekt haften bleibt.

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