Material 3D Druck ABS, PLA, PETG, TPU

Ein FDM/FFF 3D-Drucker kann verschiedene Materialien verarbeiten. Diese sind meist in einem Faden auf einer Kunststoffspule aufgewickelt. Es haben sich verschiedene Standards für den Durchmesser der Fäden etabliert. Der, durch die immer größere Verbreitung von 3D-Druckern, gängigste Standard ist 1,75mm Durchmesser des Fadens. Es gibt immer weniger Ausnahmen, welche mit 2,85mm Filamenten arbeiten. Im Weiteren werden verschiedene Materialien vorgestellt und erläutert, auf was beim Drucken mit diesen geachtet werden sollte.

ABS

ABS ist ein Kunststoff, welcher sehr häufig in der Industrie für Konsumprodukte genutzt wird. Er ist biologisch nicht abbaubar. ABS-Filament ist ein starkes und flexibles Material und für mechanisch beanspruchte Bauteile bestens geeignet. Es hat eine hohe Schlagzähigkeit und ist sehr unempfindlich gegen Einflüsse hoher und niedriger Temperaturen. Es kann leicht nachbearbeitet werden und ist in vielen Farben erhältlich. [1]

Die Drucktemperatur von ABS kann zwischen 220°C und 260°C liegen. Die empfohlene Drucktemperatur liegt meist bei ca bei 240°C. Da ABS dazu tendiert, sich beim Drucken zu verziehen (warpen), ist ein beheiztes Druckbett dringend notwendig. Die Temperatur des Druckbetts sollte mindestens 90°C betragen und 110°C nicht überschreiten, da das Material sonst seine Formbeständigkeit verliert. Beim Drucken von ABS sollte auf eine gut belüftet Umgebung geachtet werden, da sich übel riechende Dämpfe beim Drucken bilden.

Vicat-Erweichungstemperatur	100°C
Wärmeformbeständigkeitstemperatur	97°C
Schlagfestigkeit	20 kJ/m²
Biegemodul	2000 MPa
Dichte	1,08 g/cm³

PLA

PLA ist ein aus pflanzlichen Stoffen (beispielsweise Maisstärke) bestehender Thermoplast. Er ist biologisch abbaubar, aber nur mit Hilfe von industriellen Kompostieranlagen. Zudem bietet er eine hohe Materialsteifigkeit und hat eine höhere Empfindlichkeit gegenüber hohen Temperaturen (+55°C) und eine geringere Schlagfestigkeit als ABS. PLA ist im Gegensatz zu ABS lebensmittelecht, sollte aber aufgrund der rauheit des 3D Druckes nicht für diese Anwendungen verwendet werden! [2] 

Die Drucktemperatur von PLA sollte zwischen 180°C-220°C liegen. Es hat eine sehr gute Haftung auf Druckoberflächen und eine sehr geringe Tendenz sich beim Druck zu verziehen. Deshalb ist ein beheiztes Druckbett nicht unbedingt erforderlich, aber bis 60°C kann eines zur Verbesserung der Haftung verwendet werden. Bei einer Temperatur über 70°C verliert PLA seine Formbeständigkeit. Beim Drucken von PLA sollte auf eine gut belüftet Umgebung geachtet werden, da sich süßlich riechende Dämpfe beim verarbeiten bilden.

Vicat-Erweichungstemperatur	85°C
Wärmeformbeständigkeitstemperatur	70°C
Schlagfestigkeit	11 kJ/m²
Biegemodul	1880 MPa
Dichte	1,27 g/cm³

PETG

PETG ist Polyethylenterephthalat mit Glykol versetzt, um die Schmelztemperatur zu senken und die Kristallisation herabzusetzen. Zudem setzt Glykol die Viskosität des Materials herunter, um es flüssiger zu machen. [3]

Die Drucktemperatur sollte 220°C-250°C betragen. Ein beheiztes Druckbett mit ca. 70°C ist empfehlenswert.

Vicat-Erweichungstemperatur	85°C
Wärmeformbeständigkeitstemperatur	70°C
Schlagfestigkeit	11 kJ/m²
Biegemodul	1880 MPa
Dichte	1,27 g/cm³

TPU

Thermoplastische Elastomere verhalten sich bei Raumtemperatur wie Gummi und sind unter Hitze verformbar. Sie sind elastisch und resistent gegen Öle, Fett und Abrieb. [4]

Die Drucktemperatur sollte bei ca. 210°C-230°C liegen. Da dieses Material sehr flexibel ist, sollte es auch sehr langsam gedruckt werden. Die Druckgeschwindigkeit sollte 40mm/s nicht überschreiten. Ein beheiztes Druckbett von 20°C-50°C ist empfehlenswert, um die Druckbetthaftung zu erhöhen.

Vicat-Erweichungstemperatur	100°C
Wärmeformbeständigkeitstemperatur	97°C
Zugfestigkeit	15 MPa
Reißdehnung	650%
Reißfestigkeit	41 N/mm
Dichte	1,10 g/cm³
Härte	32 ShoreD