Filament für 3D-Drucker verstehen

Eine kurze Übersicht über die Unterschiede zwischen den verschiedenen Filamentarten findest du in unserem Filament-Leitfaden hier: https://filaments.ca/blogs/news/everything-you-need-to-know-about-3d-printing-filaments-now-in-one-handy-guide

Im Folgenden gehen wir etwas genauer auf einige der gängigen Filamente ein.

Alle von InkSmith verkauften 3D-Drucker (und die meisten filamentbasierten Drucker auf dem Markt) sind darauf optimiert, am besten mit PLA- oder PLA+-Filamenten zu funktionieren, die aus mehreren Gründen als ideales Druckmaterial gelten:

1. Mechanische Eigenschaften

• PLA (oder Polylactid) hat dank seiner niedrigen Schmelztemperatur, seiner starken Kohäsion und seiner geringen Wärmeausdehnung eine hervorragende "Druckbarkeit".
• Fertige Drucke weisen in der Regel weniger sichtbare Unregelmäßigkeiten auf und bieten ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Gewicht und Oberflächengüte.
• Da PLA bei niedrigen Temperaturen gedruckt wird, werden die elektrischen und mechanischen Komponenten des Druckers weniger beansprucht, was die Lebensdauer des Geräts verlängert.

2. Geringe Toxizität

• PLA ist ein Biokunststoff, der hauptsächlich aus fermentierter Pflanzenstärke hergestellt wird. Daher enthalten PLA/PLA+-Mischungen mit geringerer Wahrscheinlichkeit industrielle Verunreinigungen und geben weniger chemische Dämpfe ab als Thermoplaste auf Erdölbasis wie ABS oder Nylon.
• Auch wenn InkSmith-Drucker vollständig geschlossen sind und über einen Aktivkohle-Luftfilter zur Absaugung von Dämpfen verfügen, ist es dennoch besser, auf übler riechende Kunststoffe wie ABS zu verzichten, besonders im Klassenzimmer.

3. Umweltauswirkungen

• Als Biokunststoff wird PLA aus erneuerbaren Biomasse-Quellen wie Mais, Zuckerrüben oder Zuckerrohr hergestellt. PLA kann zwar nur in industriellen Kompostieranlagen kompostiert werden, baut sich aber in vergleichsweise kurzer Zeit auf natürliche Weise ab, typischerweise in Jahrzehnten statt in den Jahrhunderten, die Kunststoffe auf Erdölbasis zum Abbau benötigen.

4. Kosten, Vielfalt, Verfügbarkeit

• Als inoffizielles "Standard"-Druckfilament profitiert PLA von hervorragenden Skaleneffekten und wird von Hunderten von Herstellern in Tausenden verschiedener Varianten angeboten. Dadurch ist PLA das günstigste Druckfilament, das derzeit für Verbraucher erhältlich ist, mit einer weitaus größeren Auswahl an Farben und Oberflächen als andere Filamentarten.
• Dank dieser breiten Beliebtheit werden PLA/PLA+-Filamente sogar in vielen stationären Baumärkten und Elektronikgeschäften verkauft, sodass sie mit Abstand am einfachsten kurzfristig zu beschaffen sind.

Verwandte Fragen:

Kann ich Filamente anderer Hersteller als InkSmith in InkSmith-Druckern verwenden?

Auf jeden Fall! 3D-Drucker, die proprietäre Filamente benötigen, sind unpraktisch, erzeugen tendenziell mehr Kunststoffabfall in Form abgelaufener Filamente und können sogar vorzeitig zu Elektroschrott werden, wenn Nutzer keine kompatiblen Verbrauchsmaterialien finden.

Alle InkSmith-Drucker sind für maximale Vielseitigkeit mit generischen Filamenten kompatibel, sodass das Gerät während seiner gesamten Lebensdauer unabhängig nutzbar bleibt.

Was ist der Unterschied zwischen PLA und Hyper PLA?

"Hyper PLA" ist ein Sammelbegriff für jedes Filament, das hauptsächlich aus PLA besteht, aber Zusatzstoffe oder Füllstoffe enthält, um die Eigenschaften des Kunststoffs zu verändern.

Wie wirksam die Veränderungen sind, hängt stark vom Hersteller ab. Oft zielen sie auf stabilere, zähere Drucke mit besserer Haftung zwischen den Schichten und geringerer Ausdehnung ab, was eine zuverlässigere Haftung auf dem Druckbett und präzisere Ergebnisse ermöglicht.

HyperPLA wird wegen seines geringen Kunststoffgeruchs und seiner verbesserten Druckbarkeit gewählt und erreicht bessere Oberflächengüten und eine höhere Festigkeit als Standard-Filamente, die nur aus PLA bestehen.

Die zusätzliche Zuverlässigkeit des modifizierten Kunststoffs steigert den Nutzen eines Druckers im Klassenzimmer und vermeidet fehlgeschlagene Drucke, Verstopfungen und verschwendete Unterrichtszeit.

Welche anderen Filamentarten kann ich verwenden?

Neben PLA gibt es eine Reihe weiterer Kunststoffe, die als 3D-Druckfilament verwendet werden. Sie decken ein breites Spektrum an Eigenschaften, Einsatzzwecken und Schwierigkeitsgraden ab.

Als Faustregel gilt: Filamente, die Drucktemperaturen im Bereich von 190 bis 230 erfordern, sind mit höherer Wahrscheinlichkeit kompatibel, während alles über 260 nicht wie vorgesehen funktioniert und deinen Drucker beschädigen kann.

Achtung: Lange, mehrstündige Drucke bei Düsentemperaturen von 250 °C oder mehr können die Düse beschädigen, sodass sie irgendwann ersetzt werden muss.

Wenn möglich, empfiehlt es sich, eine Düse als zuverlässige reine PLA-Düse zu behalten und eine andere für experimentellere Filamente zu verwenden. Eine Anleitung zum Wechseln der Düse findest du hier

Ersatzdüsen kannst du hier kaufen.

Nachfolgend einige der gängigeren Alternativen, nach Erfahrungsstufe gruppiert:

Anfänger:

Geeignet für absolute Anfänger und erfahrene Nutzer gleichermaßen. Hohe Zuverlässigkeit und verzeihende Temperaturbereiche funktionieren mit sehr wenig Feinabstimmung.

• PLA

• Hyper PLA

Fortgeschritten:

Geeignet für erfahrene Nutzer, die damit vertraut sind, Düsenverstopfungen zu beseitigen und Materialeinstellungen fein abzustimmen.

• PETG (Weicher und stärker als PLA, aber weniger zuverlässig und neigt stark zur Fadenbildung)

• TPU (Flexible, gummiartige Filamente mit hervorragender Schichthaftung, aber anfällig für Fadenbildung und fehlgeschlagene Drucke)

Nicht empfohlen:

Diese Filamente sind für das Klassenzimmer nur schlecht geeignet, erfordern viel Kalibrierung, um die richtigen Einstellungen zu finden, sind anfällig für Fehldrucke oder giftige Ausdünstungen und erfordern hohe Temperaturen, die zu vorzeitigem Verschleiß des Geräts führen können. Eine falsche Verwendung dieser Filamente kann das Gerät beschädigen und die Garantie erlöschen lassen.

• Nylon (Sehr hohe Hitze, geringe Zuverlässigkeit, empfindlich gegenüber Feuchtigkeit, aber stark und reibungsarm. Neigt dazu, mit der Teflonhülse in der Düse zu verschmelzen)

• ASA (Fortgeschritten, UV-beständig für den Außenbereich, aber anfällig für Verzug und mit schlechter Oberflächengüte. Verstopfungen lassen sich kaum beseitigen)

• ABS (Stark, aber beim Drucken extrem anfällig für Dämpfe, löst sich leicht mitten im Druck vom Druckbett, leicht entflammbar. Nicht empfohlen)

*Erfordert aufgrund schädlicher Dämpfe ein Gehäuse und einen Luftfilter

Inkompatibel/verboten**:**

Diese Filamente sind mit allen InkSmith-Druckern inkompatibel. Der Versuch, sie zu verwenden, kann die Garantie für dein Gerät erlöschen lassen:

• Polycarbonat _(Extrem hohe Düsentemperatur, erfordert ein spezielles beheiztes Gehäuse und Hochtemperaturmotoren)

• Mit Kohlefaser oder Glasfaser verstärkte Filamente. (Verbesserte mechanische Eigenschaften, wenn der Druck gelingt, verursachen aber starken Verschleiß an den Geräten. Sehr anfällig für nicht zu beseitigende Verstopfungen.)

• Metallgefüllte Filamente _(Inkompatibel mit Cubicon-Düsen aufgrund der internen Teflonhülse)

Verschiedenes/Neuheiten:

Es gibt unzählige Variationen der Standardform von Filament, und alle haben ihre eigenen Vorteile und Nachteile.

Viele Spezialfilamente sind auf die Optik ausgelegt und ermöglichen besondere Effekte und stilistische Vielfalt, die mit Standardmethoden nicht möglich wären, allerdings um den Preis von Nachteilen. Neuheiten-Filamente haben vergleichsweise schlechte mechanische Eigenschaften, höhere Fehlerquoten und neigen dazu, Druckdüsen vorzeitig abzunutzen.

Dennoch kann es sich lohnen, mit diesen Filamenten zu experimentieren, besonders wenn du für ein Projekt einen bestimmten visuellen Effekt brauchst. Nachfolgend einige der Filamentarten, die dir begegnen können:

• "Holz"-Filamente (Enthalten Cellulose und Farbstoff, um Textur und Färbung von Holz nachzuahmen. Lassen sich leicht schleifen, sind aber spröde und auf Dauer schlecht für Düsen und Bowdenschläuche. Nehmen keine Holzbeize an)

• Wasserlösliches Filament (Vor allem für den Formenbau nützlich, sehr anfällig für Druckfehler und Feuchtigkeitsprobleme)

• Metallische oder "seidige" Filamente (Enthalten Elastomere für metallischen Glanz, sind aber spröde, haben schlechtere Schichthaftung und mehr Verzug)

• Transparente oder "glasartige" Filamente (Nützlich als Lichtdiffusor, aber im gedruckten Zustand nicht wirklich klar oder durchsichtig)

• Glitzer- oder "Sparkle"-Filamente (Enthalten Glitzerpartikel, können zu Verstopfungen, Knacken oder "Pickeln" auf der Oberfläche des Drucks neigen)

• Im Dunkeln leuchtendes Filament (Nutzt Düsen schnell ab, neigt zu Verstopfungen, leuchtet im Allgemeinen nur sehr schwach, macht aber bei bestimmten Projekten Spaß)

• ESD-sicheres leitfähiges Filament (Im Allgemeinen nicht leitfähig genug für brauchbare Schaltkreise, sehr spröde)

• Regenbogen-PLA-Filament (Ein Farbverlauf im Filament sorgt für einen allmählichen Farbwechsel im Druck. Lässt sich mehr oder weniger wie normales PLA drucken)

• Mehrfarbiges Filament (Das Filament ist in der Mitte in zwei Farben geteilt, sodass sich die Farbe eines gedruckten Teils je nach Blickwinkel ändert)

• Und noch viel zu viele weitere!