Ich habe die am häufigsten verwendeten 3D-Druckfilamente getestet, um herauszufinden, welches Filament das beste ist. Ich habe die Zugfestigkeit und die Schlagfestigkeit der einzelnen Filamente getestet. Und hier sind die Ergebnisse.
Die beste Art von 3D Filament ist Nylon, allein schon wegen seiner Festigkeit, aber Nylon ist schwierig zu drucken und sehr teuer. ASA und ABS sind recht stabil, benötigen aber eine Einhausung, um zuverlässig zu drucken. PETG hat eine hohe Zugfestigkeit, aber eine geringe Schlagfestigkeit, während PLA eine gute Zug- und Schlagfestigkeit aufweist.
Ich habe die Zugfestigkeit getestet, indem ich einen Haken mit dem Filament gedruckt und daran gezogen habe, bis er brach. Eine Wägezelle zeichnete die Kraft in Kilogramm auf, als das 3D-gedruckte Teil brach.
In der nachstehenden Infografik können Sie die Ergebnisse der Zugfestigkeit sehen.
Die Schlagfestigkeit wurde durch Auslösen eines Hammers aus einer festen Höhe ermittelt. Der Hammer schwingt dann auf ein 3D-gedrucktes Teil, das beim Aufprall zerbricht.
Je stärker das Filament ist, desto mehr verlangsamt es den Hammer. Das Ergebnis wird als prozentualer Kraftverlust des Hammers nach dem Schlag angezeigt.
Ich habe ein Video gedreht, in dem ich meine Vorgehensweise beim Testen der verschiedenen Filamenttypen beschreibe. Sie können es hier ansehen.
Stärke ist jedoch nicht alles, weshalb ich im Folgenden auch auf die Vor- und Nachteile der einzelnen Filamente eingehen werde.
Sie können das richtige Filament für Ihr Projekt am besten auswählen, wenn Sie die Vor- und Nachteile jedes einzelnen Filamentes kennen.
PLA
PLA ist das am häufigsten verwendete Filament im 3D-Druck, da es einfach zu verwenden ist und eine gute Festigkeit aufweist. PLA ist auch das günstigste Filament für den 3D-Druck und das Filament mit der größten Farbauswahl.
PLA kann für dekorative Modelle, für Teile, die keiner Hitze über 40 °C ausgesetzt sind, und für funktionelle Teile, die keine große Festigkeit erfordern, verwendet werden.
Ich persönlich verwende PLA für 90 % meiner Projekte, da seine Stärke für die meisten Projekte mehr als ausreichend ist. Sie können beispielsweise problemlos brauchbare Haken für klamoten oder ähnliches damit drucken. Modelle zum organisieren von Werkzeug, Haushaltsgegenständen oder ähnliches sind auch kein Problem.
Vorteile von PLA
- PLA kann mit jedem handelsüblichen 3D-Drucker gedruckt werden.
- PLA hat eine gute Zug- und Schlagfestigkeit
- Niedrige Drucktemperaturen
- Erhältlich in vielen verschiedenen Farben
- Große Auswahl an Sondervarianten
- Sehr einfach zu drucken
- Kostengünstig
Nachteile von PLA
- Geringe mechanische Festigkeit im Vergleich zu anderen Filamenten
- Geringe Hitzebeständigkeit
ABS
ABS ist eine der am häufigsten verwendeten Kunststoffarten. ABS wird zur Herstellung von PC-Komponenten, Tastaturen, Computerbildschirmen, Lego, Spielzeug und vielem mehr verwendet.
ABS eignet sich am besten für 3D-gedruckte Teile, die stabil und hitzebeständig sein müssen. Beispiele wären 3D-Druckerteile für den Voron oder Rat Rig und ähnliches.
Vorteile von ABS
- Gute Hitzebeständigkeit
- Gute chemische Stabilität
- Kann mit Aceton geglättet werden
- Kostengünstig
Wenn Sie sich fragen, wie Sie ABS mit Aceton glätten können, sollten Sie meinen Artikel über das Glätten von 3D-Drucken lesen .
Nachteile von ABS
- Warped schnell mal beim drucken
- Benötigt ein Gehäuse, um zuverlässig gedruckt zu werden
- Entwickelt giftige Dämpfe, wenn es geschmolzen wird
- Weniger Farbauswahl als PLA-Filament
Warum ist ABS so billig?
ABS-Filamente sind billig, weil ABS-Kunststoff für die Herstellung vieler verschiedener Artikel in verschiedenen Branchen weit verbreitet ist und die hohe Nachfrage nach ABS und das große Angebot die Preise für ABS-Rohkunststoff niedrig halten. ABS wird zur Herstellung von PC-Teilen, Autoteilen, Lego, Tastaturen und vielem mehr verwendet.
Ist ABS oder PLA besser?
ABS ist im Allgemeinen besser als PLA, aber es gibt einige Fälle, in denen PLA immer noch die bessere Wahl ist. ABS hat eine höhere Schlagfestigkeit, aber eine geringere Zugfestigkeit als PLA. Der eigentliche Vorteil von ABS ist seine hohe Temperaturbeständigkeit.
Letztendlich hängt es von Ihrem Projekt und dem 3D-Drucker ab, den Sie haben. Der Drucker muss geschlossen sein, um ABS zuverlässig zu drucken, und PLA ist ABS in Bezug auf die Festigkeit nur wenig unterlegen.
ASA
ASA ist ABS sehr ähnlich, mit einem großen Unterschied: ASA ist UV-beständig. Dadurch eignet sich ASA besonders gut für 3D-gedruckte Teile, die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind.
ASA hat sehr ähnliche Eigenschaften wie ABS, aber ASA ist etwas einfacher zu drucken. Man braucht zwar immer noch ein Gehäuse, aber ASA ist nicht so anfällig für worping wie ABS.
ASA wird am häufigsten für 3D-Drucke verwendet, die gegen UV-Licht beständig sein müssen. Zum Beispiel 3D-gedruckte Gegenstände, die im Freien stehen sollen.
Vorteile von ASA
- Hohe temperaturbeständigkeit
- Sehr wenig stringing beim drucken
- Hohe UV-Beständigkeit
Nachteile von ASA
- Es warped leicht (allerdings nicht so leicht wie ABS)
- Teurer als ABS-Filament
- Begrenzte Farbauswahl
PETG
PETG ist im Grunde PET mit Glykolzusatz, damit es sich leichter mit einem 3D-Drucker drucken lässt. PETG kann mit den meisten handelsüblichen 3D-Druckern gedruckt werden und benötigt keine Einhausung.
Es ist etwas schwieriger zu drucken als PLA, aber es ist auch viel temperaturbeständiger und viel stärker als PLA.
PETG eignet sich perfekt für 3D-gedruckte Teile, die stabil und temperaturbeständig sein müssen. Die Tatsache, dass PETG für den Druck kein Gehäuse benötigt, macht es zu einer perfekten Alternative zu ABS.
Vorteile von PETG
- Hohe chemische Beständigkeit
- Gute Temperaturbeständigkeit
- Kein Gehäuse erforderlich zum drucken
Nachteile von PETG
- Teurer als PLA
- Neigt zum stringing
Ist PLA oder PETG stärker?
Ich habe einige Tests durchgeführt, um herauszufinden, welches Filament stärker ist, PLA oder PETG, und die Ergebnisse sind recht interessant.
PETG ist viel stärker, wenn es um die Zugfestigkeit geht, aber PLA ist stärker, wenn man die Schlagfestigkeit der beiden Filamente vergleicht. PETG hat eine viel höhere Temperaturbeständigkeit als PLA, was es zu einer besseren Wahl für funktionale 3D-Drucke macht.
TPU
TPU ist ein flexibles Filament, das ohne Gehäuse gedruckt werden kann, aber sollte am besten mit einem Direktextruder gedruckt werden.
Härteres TPU kann problemlos mit einem Bowden setup 3D-Drucker gedruckt werden (ein Drucker, bei dem der Schrittmotor für den Extruder nicht am Toolhead angebracht ist).
Weiches TPU sollte jedoch mit einem Extruder mit Direktantrieb gedruckt werden.
Die Shoreskala
Shore ist eine Skala, die zur Messung der Elastizität eines Materials verwendet wird.
Shore gibt es in vielen verschiedenen Skalen wie A, D und mehr. Jede Skala geht von 0 bis 100 und beschreibt verschiedene Stufen der Elastizität. Eine höhere Nummer bedeuten geringere Elastizität und niedrigere Nummern bedeuten höhere Elastizität.
Shore A 75 ist zum Beispiel die Elastizität eines Autoreifens und Shore D 15 ist ebenfalls die Elastizität eines Autoreifens, nur auf der D-Skala.
3D-Druck-Filament ist in der Regel nicht so weich. Die meisten TPU-Filamente liegen zwischen A 70 und A 95.
TPU wird einfach für 3D-Drucke verwendet, die flexibel sein müssen, wie z. B. Reifen oder Dichtungen.
Vorteile von TPU
- Flexibel
- Gute Layerhaftung
- Kann mit den meisten handelsüblichen 3D-Druckern gedruckt werden
Nachteile von TPU
- Es wird ein Extruder mit Direktantrieb empfohlen.
- Neigt zum stringing
- Schlecht beim Überhang und Brücken drucken
PU (NYLON)
Nylon ist bei weitem das stärkste Filament in dieser Liste. Es übertrifft PLA, ABS, ASA und PETG an Zug- und Schlagfestigkeit. Aber Nylon ist auch schwierig zu drucken, da es ein all-metal hot end, eine Düse aus gehärtetem Stahl oder ähnliches erfordert, und eine Einhausung wird dringend empfohlen.
Auch Nylon ist wegen seiner schlechten Bettadhäsion schwer zu drucken. Für den erfolgreichen Druck von Nylon wird ein kleber benötigt.
In Bezug auf die Zugfestigkeit ist Nylon fast doppelt so stark wie PETG, wie Sie in der folgenden Grafik sehen können.
Und Nylon hat eine viel höhere Schlagfestigkeit als ABS oder ASA.
All dies und seine hohe Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit machen Nylon zu einem der besten Filamente für den 3D-Druck mechanischer Teile.
Nylon eignet sich am besten für 3D-gedruckte Teile, die sehr stabil sein müssen, wie z. B. Teile für Drohnen oder RC-Autos und Ähnliches.
Vorteile von Nylon
- Sehr stark
- Hitzebeständig
- Hat eine gewisse Flexibilität
- Hohe chemische Beständigkeit
Nachteile von Nylon
- Absorbiert Feuchtigkeit sehr schnell
- Probleme mit der Betthaftung
- Hohe Drucktemperaturen erforderlich
- Gehäuse dringend empfohlen
- Ziemlich teuer
- Leicht abrasiv
Kohlefaser
Kohlefaserfilamente sind Filamente, die mit Kohlenstofffasern verstärkt sind, wodurch das Filament stärker wird. Aber auch Filamente mit Kohlefasern sind leicht abrasiv, d. h. Messingdüsen werden nach kurzer Zeit von den Filamenten abgenutzt. Düsen aus gehärtetem Stahl werden dringend empfohlen
Kohlefaserfilamente werden oft auf dieselbe Weise benannt. Zuerst die Art des Kunststoffs, dann „CF“ für Carbonfiber (Kohlefaser) und schließlich eine Zahl, die angibt, wie viel Prozent Kohlefaser dem Filament beigemischt wurde.
„PLA CF 15“ bedeutet also, dass es sich um PLA handelt, das mit 15 % Kohlefaser verstärkt ist.
Auch andere Filamente können mit Kohlenstofffasern verstärkt werden, aber verstärktes PLA ist wegen seiner einfachen Druckbarkeit am beliebtesten.
Karbonfaserverstärkte Materialien erfordern möglicherweise eine etwas höhere Drucktemperatur als PLA.
Glasfaser
Glasfaserverstärkte Filamente sind im Allgemeinen stärker als normale Filamente desselben Typs. Insbesondere die Schlagfestigkeit von glasfaserverstärktem Filament ist wesentlich besser. Glasfaserverstärktes Filament ist ebenfalls sehr abrasiv und erfordert eine gehärtete Stahldüse oder ähnliches, um zuverlässig zu drucken.
Für Glasfasern gelten die gleichen Namenskonventionen wie für kohlefaserrverstärkte Filamente. Zuerst kommt die Art des Filaments, dann „GF“ für Glasfaser und am Ende eine Zahl, die angibt, wie viel Glasfaser im Filament enthalten ist.
PLA GF 15 zum Beispiel ist PLA mit 15 % Glasfasern.
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