Leider geben wenig Filamenthersteller technische Daten zu ihren Kunststoffen, hier sind die von multec veröffentlichten:

 

Filament

 PLA MultecPLA-HT MultecPETGNylon/PAABSHIPS
Dichte g/cm^3 1,26 1,26 1,27 1,15 1,05 1,02
Streckspannung in Mpa 73 39 52 50 46 26,5
Dehnung bei Streckspannung in % 2,9 1,3 4,5   2,3  
Zug E-Modul Mpa 3350 3800 1900 2000 2360 2280
Shorehärte 81 77 78      

Häufig werden bei 3D-Druck-Filamenten die mechanischen Festigkeiten und physikalischen Eigenschaften des Kunststoffs diskutiert, aber im Gegensatz zur Spritzgußtechnik oder zur Extrusion von Kunststoffen ergibt sich beim 3D-Druck aus verschiedenen technologischen Gründen ein ganz anderes Bild.

Dies ist beim Stand der Technik noch ein großes Hindernis für den Einsatz dieser Technologie in der Industrie, denn belastbare, berechenbare und gesicherte Festigkeitswerte für den Druckkörper sind nicht vorhanden und die Reproduzierbarkeit ist ein großes Hindernis für die Qualitätssicherung.

Beim Fertigungsverfahren der Fused Filament Fabrication, wie diese Form des Rapid Prototyping bezeichnet wird, liegt es an der speziellen Fadenlegung und Schichtung, dass die Materialwerte an sich deutlich weniger Einfluß auf die Festigkeit des Druckkörpers haben, als die verschiedenen FDM-Drucksoftware-Parameter wie z.B. Schichthöhe.

Dual-Druckteil Multirap 3D-Drucker zweifarbdruck

 

Dieser Blog soll Tipps zur Optimierung von Druckteilen mittels Druckparametern, Konstruktionshinweisen und Materialeinflüssen . Dieser erste Beitrag zeigt die Festigkeit aus der Sicht der wichtigsten Druckparameter auf, die Einfluss auf die Verschweißung der Fäden und Schichten miteinander haben und damit die Bauteilfestigkeit deutlich mehr definieren als die Materialparameter.

Grundlagen beim FDM-Druck

Da beim FDM-Druck ein runder Kunststoff-Faden abgelegt in Schichten das Druckteil erzeugt, ist von vorn herein klar, dass ein solcher Körper nie die Festigkeiten eines massiven Spritzgußkörpers erreichen kann.

Die einzelnen Fäden treten mit einem runden Querschnitt aus der Düse aus und werden im Allgemeinen in flachen Ovalen abgelegt, die sich gegenseitig und auch die darunterliegenden Schichten also nur in gewissen Bereichen berühren. Diese Berührungslinien verschweißen mit der darunter liegenden Schicht indem sie heiß aufgetragen werden und durch den punktuellen Wärmeeintrag die übereinander liegenden Flächen verschweißen.

Im Querschnitt sieht das so aus mit 4 Schichten von oval aufgetragenen Kunststoff-Fäden.

layerskizze senkrecht

 

Ursprung für die Liste ist die professionelle Software Simplify3D, die Begriffe von Freeware weicht aber selten davon ab. Und in speziellen Fällen werden wir darauf auch hin weisen. Mehr zu dieser Software finden Sie auch hier: https://www.multec.de/Simplify3D-bei-Multec-die-professionelle-3D-Drucker-Software

Derzeit gibt es gefühlte 2000 verschiedene 3D-Drucker auf dem Markt, da ist es einigermaßen schwierig, gute Qualität zu erkennen. Hier ein paar wichtige Tipps und wichtige Informationen zum Filamentvorschub und Extruder von 3D-Druckern.

Herzstück und wichtigstes Element für ein gleichmäßiges Druckbild ist der sogenannte Extruder, der Druckkopf des 3D-Druckers. Dessen Komponenten Düse inklusive Düsenheizung und Filamentvorschub sollen gleichmäßige Erwärmung bei gleichmäßigem Filamentvorschub garantieren.

Extruder Multex Duo Pro 3mm 05mm je 40W b2

Filamentvorschub

Beim 3D-Druck wird das Filament in hunderstel Millimeter genauen Längen pro Verfahrweg des Druckers benötigt.