Projektlabor Robotik MINTgrün

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Filamente im Fused Layer Modelling (3D-Druck)
 
 
====== ABS ======

__ABS – Überblick__
 
Acrylnitril-Butadien-Styrol (kurz ABS) ist ein synthetisches Polymer, dass aus den einzelnen Monomeren Acrylnitril, 1.3 Butadien und Styrol hergestellt wird. ABS ist amorph und gehört zur Gruppe der Thermoplaste.
 
__Eigenschaften von ABS__
 
ABS, ein weit verbreiteter Kunststoff, zeichnet sich durch seine Zugabe von Acrylnitril aus, wodurch es besonders widerstandsfähig gegenüber Ölen, Fetten und hohen Temperaturen ist. Es ist bekannt für seine hohe Steifigkeit, Zähigkeit und Festigkeit, sowie für seine ausgezeichnete Schlag- und Kratzfestigkeit. Trotz seiner mäßigen Witterungsbeständigkeit wird ABS häufig im Modellbau, der Feinwerk- und Elektroindustrie sowie in der Automobilindustrie eingesetzt. Allerdings neigt ABS dazu, unter UV-Einfluss zu vergilben und spröde zu werden, weshalb für UV-beständigere Anwendungen ASA in Betracht gezogen werden sollte. Es ist wichtig, den dunklen Rauch zu beachten, der bei der Verbrennung von ABS entsteht, da er schädlich sein kann.
 
__Verarbeitung von ABS__
 
zeigt aufgrund seiner thermischen Eigenschaften oft Warping-Verhalten, was dazu führt, dass sich Ecken und Kanten während des Druckprozesses von der Unterlage lösen und verziehen können. Dies kann durch verschiedene Maßnahmen wie ein beheiztes Druckbett, einen abgeschotteten Bauraum oder spezielle Haftmittel wie BuildTak-Platten, BlueTape oder Haftspray (z. B. Printafix) verhindert werden. Während des Druckens ist eine angemessene Belüftung wichtig, um unangenehme Gerüche zu minimieren, die beim Schmelzen entstehen, wobei darauf zu achten ist, diese nicht übermäßig einzuatmen, da sie als toxisch betrachtet werden.
 
__Nachbearbeitung von ABS__
 
Nach dem Druckprozess bietet ABS dank seiner weichen Oberflächenhärte und hohen Schlagfestigkeit vielfältige Möglichkeiten zur Nachbearbeitung. Sägen, Fräsen, Lackieren, Bemalen, Kleben, Schleifen und Bohren sind einige der Methoden, mit denen das gedruckte Objekt in die gewünschte Form gebracht werden kann. Diese Flexibilität erlaubt es jedem Anwender, hochwertige Endprodukte zu erzielen und ihre Kreationen individuell anzupassen.

| Rohstoffbeschaffenheit | Synthetisch |
| Dichte | Gering ( ~ 1,04 g/cm³) |
| Erweichungstemperatur | 110 – 125 °C |
| Schmelztemperatur | 210 – 240 °C |
| Formstabilität | Bis maximal 95 Grad Celsius |
| Entflammbarkeit | Baustoffklasse B2, normal entflammbar |
| Witterungsbeständigkeit | Hoch (Ausnahme: UV-anfällig, Vergilbung und Versprödung) |
| Bruchdehnung | 8% – 10% |
| Zusätzliche Eigenschaften | Hohe Zähigkeit und Stabilität, besonders geeignet für Bauteile, die hohen Strapazen ausgesetzt werden. |



======PLA======
 
__PLA - Überblick__
 
Polylactide (PLA) sind synthetische Polymere, die zur Klasse der Polyester gehören. Sie werden häufig aus erneuerbaren Quellen wie Maisstärke hergestellt, was sie zu einem biokompatiblen Rohstoff macht. In der Regel handelt es sich bei 3D-Druckfilamenten nicht um reines PLA, sondern um sogenannte PLA-Blends, die durch Zugabe von Additiven bestimmte gewünschte Eigenschaften erhalten.
 
__Eigenschaften von PLA__
 
PLA ist neben ABS einer der am weitesten verbreiteten Kunststoffe auf dem Filamentmarkt. Seine Biokompatibilität macht ihn reiner Form lebensmittelecht und verleiht ihm einen angenehmen Geruch beim Drucken, der eher an Maisstärke erinnert als an geschmolzenes Plastik. Es weist geringe Feuchtigkeitsaufnahme auf, ist UV-beständig und schwer entflammbar. Mechanisch bietet PLA gute Eigenschaften wie Oberflächenhärte, Steifigkeit und Zugfestigkeit, jedoch nur eine mäßige Schlagfestigkeit.
 
__Verarbeitung von PLA__
 
Im Vergleich zu ABS zeigt PLA beim Drucken wenig bis kein Warping, was es auch für Anfänger geeignet macht. Die niedrige Schmelztemperatur ermöglicht den Einsatz mit verschiedenen 3D-Druckern, während ein beheizter Bauraum oder Bett oft nicht erforderlich ist. Bei der Verarbeitung ist jedoch Vorsicht geboten, da PLA bei bestimmten Nachbearbeitungsmethoden wie Fräsen und Bohren aufgrund seiner mäßigen Schlagzähigkeit leicht brechen kann.
 
__Nachbearbeitung von PLA__
 
Die Nachbearbeitung von PLA wird weitgehend durch seine mäßige Schlagzähigkeit bestimmt. Fräsen, Bohren und ähnliche Prozesse erfordern besondere Vorsicht, insbesondere bei fragilen Teilen. Kleben, Bemalen und andere Dekorationsmethoden sind jedoch unkompliziert möglich und ermöglichen eine individuelle Gestaltung des gedruckten Objekts. Es ist wichtig zu beachten, dass PLA acetonbeständig ist, was bestimmte Nachbearbeitungsmethoden ausschließt.


| Rohstoffbeschaffenheit | Biokomponente (Maisstärke) |
| Dichte | mittel ( ~ 1,21 – 1,45 g/cm³) |
| Erweichungstemperatur | 60-70 °C |
| Schmelztemperatur | 190-210 °C |
| Formstabilität | Bis maximal 65 Grad Celsius |
| Entflammbarkeit | Baustoffklasse B1, schwerer entflammbar |
| Witterungsbeständigkeit | Hoch |
| Bruchdehnung | 6% |
| Zusätzliche Eigenschaften | Hohe UV-Beständigkeit |


======ASA======
 
__ASA - Überblick__
 
Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), ein Terpolymer mit ähnlichen Eigenschaften und Herstellungsprozess wie ABS, ist bekannt für seine extreme Witterungsbeständigkeit und wird daher oft als das "ABS für draußen" bezeichnet.
 
__Eigenschaften von ASA__
 
ASA weist ähnliche Eigenschaften wie ABS auf, darunter hohe Resistenz gegenüber Ölen und Fetten, hohe Temperaturbeständigkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, dank des enthaltenen Acrylnitrils. Im Vergleich zu ABS bietet ASA jedoch den zusätzlichen Vorteil einer verbesserten UV-Beständigkeit, wodurch es bei längerer Sonneneinstrahlung weder vergilbt noch spröde wird. Die glänzende Oberfläche von ASA trägt zusätzlich zu seiner Attraktivität bei.
 
Dank seiner ausgezeichneten Witterungsbeständigkeit eignet sich ASA ideal für den Einsatz im Freien, insbesondere für Gehäuse und Gebäudeteile, die häufig direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.
 
__Verarbeitung von ASA__
 
Ähnlich wie ABS neigt ASA aufgrund seiner thermischen Eigenschaften zum Warping, was dazu führen kann, dass sich Ecken und Kanten während des Druckprozesses von der Druckunterlage lösen und verziehen. Dieser Effekt kann jedoch durch verschiedene Maßnahmen wie ein beheiztes Druckbett oder eine abgeschottete Druckumgebung minimiert werden. Während des Druckvorgangs ist eine ausreichende Belüftung wichtig, um unangenehme Gerüche zu reduzieren, die beim Schmelzen von ASA entstehen können.
 
__Nachbearbeitung von ASA__
 
Nach dem Drucken bietet ASA dank seiner weichen Oberflächenhärte und hohen Schlagfestigkeit vielfältige Möglichkeiten zur Nachbearbeitung. Sägen, Fräsen, Lackieren, Bemalen, Kleben, Schleifen und Bohren sind einige der Methoden, um das gedruckte Objekt in die gewünschte Form zu bringen und ein beeindruckendes Endergebnis zu erzielen.


| Rohstoffbeschaffenheit | Synthetisch |
| Dichte | Gering ( ~ 1,07 g/cm³) geeignet für Leicht – und Modellbau |
| Erweichungstemperatur | 110 – 125 °C |
| Schmelztemperatur | 240 – 260 °C |
| Formstabilität | Bis maximal 95 Grad Celsius |
| Entflammbarkeit | Baustoffklasse B2, normal entflammbar |
| Witterungsbeständigkeit | Sehr Hoch |
| Bruchdehnung | 8% |
| Zusätzliche Eigenschaften | Kein Ausbleichen |


======PETG======

__PETG - Überblick__
 
Polyethylenterephthalat (PET) ist ein weit verbreiteter thermoplastischer Kunststoff, der hauptsächlich in Form von PET-Flaschen bekannt ist. PETG ist eine modifizierte Version von PET, die durch Zugabe von Glykol eine erhöhte Transparenz und niedrige Viskosität aufweist.
 
__Eigenschaften von PETG__
 
Die Modifikation mit Glykol verbessert die Verarbeitungseigenschaften von reinem PET und ermöglicht eine niedrigere Schmelztemperatur sowie eine verringerte Kristallisation. Dadurch wird der Druckprozess vereinfacht und die Transparenz des gedruckten Objekts erhöht. Zudem sorgt Glykol für eine niedrigere Viskosität, was zu schnelleren und zuverlässigeren Druckergebnissen führt.
 
PETG bietet neben seiner Transparenz und niedrigen Viskosität auch eine hohe Zähigkeit, was es ideal für mechanische Anwendungen macht, die eine klare Sicht erfordern. Es ist äußerst schlagzäh und witterungsbeständig, was es auch für den Einsatz im Freien geeignet macht. Einige Varianten, wie FormFuturas HDglass, sind sogar lebensmittelecht zertifiziert.
 
__Verarbeitung von PETG__
 
Die Verarbeitung von PETG ist ähnlich einfach wie die von PLA und birgt kaum ein Warpingrisiko, was es für Einsteiger geeignet macht. Es ist relativ geruchsarm und erfordert nur wenige spezielle Anpassungen am Drucker. Dank seiner guten Viskosität können auch hohe Druckgeschwindigkeiten von bis zu 100 mm/s erreicht werden.
 
__Nachbearbeitung von PETG__
 
Um ein hochwertiges Endergebnis zu erzielen, kann PETG nach dem Drucken geschliffen und mit Klarlack überzogen oder mit Epoxidharz nachbearbeitet werden. Epoxidharz verleiht dem Objekt eine glatte und glänzende Oberfläche. PETG kann auch eingefärbt werden, aber es gibt bereits vorgefärbtes Material, das diesen Schritt erspart.


| Rohstoffbeschaffenheit | Synthetisch |
| Dichte | mittel ( ~ 1,38 g/cm³) |
| Erweichungstemperatur | 80 °C |
| Schmelztemperatur | 200 – 230 °C |
| Formstabilität | Bis maximal 70 °C |
| Entflammbarkeit | Baustoffklasse B1, schwerer entflammbar |
| Witterungsbeständigkeit | Hoch |
| Bruchdehnung | 4-6% |
| Zusätzliche Eigenschaften | Hohe UV-Beständigkeit |
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