Workshop Filament-Guide, Teil 2

Das Einmaleins der Filamente

Bereits im ersten Teil des Filamentguides in MFI 5 / 2021 habe ich einige der gängigsten und vermutlich bekanntesten Filamenttypen vorgestellt. Dazu gehörte PLA, LW-PLA, PETG und BDP GreenTec. Im zweiten Teil konzentriere ich mich nun auf Filamente, die man vermutlich nicht jeden Tag benutzt, bzw. auch nicht im Preisbereich von normalem PLA befinden. Auch lassen sich einige Filamente nicht einfach mit einem Ender 3 drucken, wie er für 130 Euro aus dem Karton kommt. In diesem zweiten Teil kommen daher die Filamente Ultra-T, TPU, ASA und PC-ABS zum Einsatz. Was es damit auf sich hat, schauen wir uns jetzt genauer an.

Geht doch: UltraT mit einem Ender 3, Hochtemperatur PTFE-Bowden und MicroSwiss Nozzle. Die gut 18 Euro für die Düsen sind eine gute Investition, nicht nur für bei hohen Temperaturen.

UltraT

Beginnen wir mit dem ersten, UltraT genannten Filament. Der Hersteller von diesem für Prototyping gedachten Filaments heißt Zotrax – der Hersteller, der auch hochwertige 3D-Drucker produziert. Der Drucker Zortrax M200 Plus wurde in der MFI-Schwesterzeitschrift ROTOR 06 / 2019 vorgestellt. Zortrax UltraT ist ein Material, das sich an die Eigenschaften von ABS angelehnt, aber nicht nur deutlich einfacher zu drucken ist, sondern sich prima für beanspruchte Teile eignet – Motorkreuze oder auch Zahnräder (gedruckt mit dem M200 PLUS) waren kein Problem. Zudem ist es laut Zortrax bis über 100°C einsetzbar. Bei meinen diversen Druckobjekten mit UltraT hat bisher auch noch keines eine »Sommer-Einwirkung« gezeigt.

Erster Druck mit ASA von Bavarian Filaments, noch ein wenig »faserig«.

Primär ist UltraT für den Druck in den Zotrax-eigenen Maschinen vorgesehen, allerdings stellt sich nicht jeder einen 3D-Drucker für über 2.000 Euro in die Werkstatt. Daher gilt es nun die richtigen Druckdaten zu ermitteln, um dieses Filament auch mit anderen Druckern zu verarbeiten. Grundsätzlich muss UltraT mit einer Nozzle-Temperatur von 260°C gedruckt werden – aber Vorsicht! Das ist eventuell bereits ein ziemliches Problem! Nimmt man beispielsweise den beliebter Ender 3, so kann man keine 260°C an der Nozzle nutzen. Hier liegt das absolute Maximum bei 250 bis 255°C. Möchte man UltraT drucken, muss man zumindest die Messing-Nozzle gegen etwas Hochwertiges tauschen. Ebenso muss das PTFE-Röhrchen getauscht werden, da die abstrahlende Hitze vom Stock-Lüfter nicht mehr so stark gekühlt werden kann. Hier sollte man auf Teflon-PTFE Röhrchen setzen, das hält bis zu 280°C im Dauerbetrieb aus. Auch die Nozzle sollte keine 50 Cent-Messing-Version vom Grabbeltisch sein. Hier macht es Sinn, rund 18 Euro für eine MicroSwiss auszugeben – optimalerweise baut man direkt ein MicroSwiss All-Metal HotEnd ein – die macht die notwendige Temperatur für UltraT (und auch Nylon, Carbon etc.) auf jedem Fall besser mit.

Gedruckt mit ASA von Bavarian Filaments. Diesen Mod benötigt man, damit TPU über Bowden-Extruder druckbar wird.

Zurück zum UltraT: Grundsätzlich kann man am 3D-Drucker, der die Temperaturen zuverlässig halten kann, mit einem PLA-Profil starten. Die Druckgeschwindigkeit sollte für die ersten Versuche bei ca. 50 mm / s liegen, besser sogar langsamer. Flow kann mit 100 % getestet werden, 80°C Bett-Temperatur ist sinnvoll, auch wenn das Druckbett sehr gut gelevelt ist. Bei größeren Objekten ist ein stramm sitzender Raft notwendig. UltraT ist außerhalb der sehr teuren Zortrax-Drucker leider nicht ganz einfach zu drucken, man muss eine ganze Menge probieren und wird leider auch deutlich mehr Fehldrucke haben als mit einem Zotrax-Drucker. Aber hat man bereits einen MicroSwiss-Umbau (Am besten die Direct-Extruder-Version) durchgeführt, sollten die Drucke zügig gelingen.
Wenngleich UltraT mit ca. 50 € / 800 g nicht zu den Billig-Filamenten zählt, so erhält man sehr belastbare Teile, und hier lohnt sich die Mehrausgabe.

Erster Versuch mit UltraT auf einem Nicht-Zotrax Drucker mit Stock-Nozzle. Das war nix. Die Layer haben kaum Haftung.

TPU

Das nächste Material könnte bzgl. der Materialeigenschaften kaum unterschiedlicher sein. Die Rede ist von TPU, einem flexiblen Material, das sich nach dem Druck Gummiartig verhält. Man kann es demnach nutzen, um Reifen oder ähnliche flexible Teile zu nutzen. Bei TPU unterscheidet man eine ganze Reihe an möglichen »Härtegraden«. Die sogenannte Shorehärte variiert je nach Hersteller zwischen Extra- oder SuperSoft und Hard. Letzteres ist für Reifen im Modellbau völlig ungeeignet. Hier verwendet man eher SuperSoft bis Soft.

TPU: Meistens benötigt man ein paar Anläufe, bis so etwas aus einem Drucker kommt.

TPU bekommt man zum Beispiel bei Bavarian-Filaments (www.bavaria-filaments.com). Hier findet man auch Härtegerade wie 98 Shore A, für unsere Anwendungen ist aber TPU ExtraSoft und SuperSoft geeignet. Mit diesem Material sind ohne Probleme Reifen oder ähnliches möglich. Allerdings gibt es nicht nur beim Druck einiges zu beachten, sondern leider auch bei der Hardware. Grundsätzlich wird seitens der Hersteller empfohlen, einen sogenannten Direct-Extruder zu benutzen. Dieser wird, wie der Name schon sagt, ohne Bowdenextruder verwendet, der eigentliche Extruder befindet sich unmittelbar über der Nozzle. Vorteil ist hierbei, dass der …

Einen ausführlichen Bericht lesen Sie in der Ausgabe 6/2021 des MFI Magazins

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