Der ultimative Leitfaden für 3D-Druckmaterialien

3D-Druck-Filamente
3D-Druck-Filamente
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Der 3D-Druck entwickelt sich rasant weiter. Infolgedessen gibt es heute mehr Auswahl als je zuvor, wenn es um 3D-Druckmaterialien geht. Das kann sowohl eine gute als auch eine schlechte Nachricht sein. Einerseits bedeutet es mehr Möglichkeiten für Ihr Projekt, andererseits kann es Sie aber auch überfordern, herauszufinden, welches Material Sie verwenden sollen. Woher wissen Sie also, was das Beste für Ihr Projekt ist?

In diesem Leitfaden über Materialien für den 3D-Druck werfen wir einen Blick auf einige der beliebtesten Optionen, ihre Vor- und Nachteile und wann sie am besten geeignet sind.

Über 3D-Drucktechnologie

Beim 3D-Druck wird eine digitale Datei in ein physisches Objekt umgewandelt. Dieser Prozess ist auch bekannt als additive Fertigungda sie ein Objekt durch schichtweises Hinzufügen von Material aufbaut

Die 3D-Drucktechnologie hat in den letzten Jahren stark an Popularität gewonnen, was vor allem auf ihre Fähigkeit zurückzuführen ist, Objekte schnell zu drucken. Außerdem kann man damit leicht ein einzigartiges Produkt kostengünstig und ohne langwierige Prozesse herstellen.

Hersteller und andere Unternehmen nutzen daher den 3D-Druck, um Prototypen, Endprodukte und sogar ganze Gebäude herzustellen. Um bei diesen Unternehmungen die besten Ergebnisse zu erzielen, müssen die richtigen 3D-Druckmaterialien verwendet werden - und davon gibt es eine Menge zur Auswahl.

3D-Druckmaterialien in Pulverform
3D-Druckmaterialien in Pulverform
Ressource: https://develop3d.com

3D-Druck-Materialien

Die Auswahl an Materialien für den 3D-Druck ist sehr groß. Vor diesem Hintergrund werfen wir einen Blick auf die wichtigsten Materialtypen, ihre Eigenschaften und andere nützliche Informationen über sie, wie z. B. die besten Anwendungen. Dies wird Ihnen bei Ihrer Entscheidungsfindung helfen. Zu den verschiedenen Arten von 3D-Druckmaterialien gehören die folgenden.

  • Kunststoffe
  • Metalle
  • Harze
  • Sonstige (Verbundwerkstoffe, Keramik, Glas, Beton, Lebensmittel usw.)

Diese Liste von 3D-Druckmaterialien wird im Folgenden näher erläutert.

3D-Druck von Kunststoffen

Dies sind die bei weitem am häufigsten verwendeten 3D-Druckmaterialien. Das liegt vor allem daran, dass sie relativ kostengünstig sind und sich leicht verarbeiten lassen. Außerdem sind Kunststoffe leicht und haben eine breite Palette von Anwendungen.

Die beiden Hauptkategorien von Kunststoffen für den 3D-Druck sind Thermoplaste und Duroplaste. Und während man Thermoplaste mehrfach schmelzen und umformen kann, ohne dass sich etwas ändert, härten Duroplaste nach dem Erhitzen aus und können nicht recycelt werden.

Daher sind Thermoplaste im Allgemeinen vielseitiger und leichter zu verarbeiten. Die beliebtesten Kunststoffmaterialien für den 3D-Druck, die Sie möglicherweise für Ihr Projekt verwenden möchten, sind im Folgenden aufgeführt:

  • ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) - Dies ist ein starkes, schlagfestes Material. ABS-3D-Druck wird meist für Prototypen und Endprodukte verwendet.
  • Polycarbonat - ein starker, hitzebeständiger Kunststoff. Der 3D-Druck von Polycarbonat ist ideal für Anwendungen, die eine lange Lebensdauer erfordern.
  • PLA (Polymilchsäure) - a biologisch abbaubarer Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen, das für den 3D-Druck von Konzeptmodellen und Prototypen immer beliebter wird.
  • PVA (Polyvinylalkohol) - Da PVA wasserlöslich ist, wird es normalerweise als Trägermaterial verwendet.
  • HIPS (hochschlagfestes Polystyrol) - ein zäher, schlagfester Kunststoff, der häufig als Trägermaterial beim 3D-Druck verwendet wird, da er sich in einer Chemikalie namens Limonen auflösen kann.
  • PETG (Polyethylenterephthalat-Glykol)) - ein starker, haltbarer Kunststoff, der einfach zu drucken ist und kein beheiztes Bett benötigt. Er wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Lebensmittelverpackungen (einige Sorten sind lebensmittelecht) bis zu 3D-gedruckten Prototypen.
  • Nylon - ein vielseitiger, starker Kunststoff, der für eine breite Palette von 3D-Druckanwendungen verwendet werden kann. Nylon wird häufig für Endprodukte verwendet, die verschleißfest sein müssen, sowie für Funktionsprototypen.
  • TPU (thermoplastisches Polyurethan) - ein flexibles Material, das sich perfekt für Anwendungen eignet, die Stoßdämpfung oder Flexibilität erfordern, wie z. B. flexible Prototypen und eine Vielzahl medizinischer Geräte.

3D-Drucken von Metall

Obwohl Kunststoff das beliebteste Material für den 3D-Druck ist, gibt es einige Anwendungen, bei denen Metall die bessere Wahl ist. Das liegt daran, dass 3D-gedruckte Objekte aus Metall in der Regel stärker und haltbarer sind als solche aus Kunststoff. Zu den beliebtesten Metallarten für den 3D-Druck gehören:

  • Stahl - bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Duktilität, unter andere Eigenschaften. Stahl wird meist für den Druck von Werkzeugen, Vorrichtungen und anderen Gegenständen verwendet, die stark und widerstandsfähig sein müssen.
  • Titan - eines der stärksten verfügbaren Metalle, aber auch teuer. Es wird für den 3D-Druck von Teilen für die Luft- und Raumfahrt und andere hochfeste Anwendungen verwendet.
  • Aluminium - ein leichtes Metall, das häufig für das Prototyping verwendet wird, da es leicht zu bearbeiten ist.
  • Kupfer - Da Kupfer für seine Leitfähigkeit bekannt ist, wird es häufig für den 3D-Druck elektrischer Komponenten verwendet.
  • Gold - hauptsächlich für den 3D-Druck von Schmuck und anderen dekorativen Objekten verwendet.

3D-Druck-Harze

Harz ist eines der auf dem Markt erhältlichen 3D-Druck-Rohmaterialien, das sich immer größerer Beliebtheit erfreut. Beim 3D-Druck mit Harz handelt es sich um eine Art Photopolymerisation, bei der Licht verwendet wird, um flüssiges Harz zu einem festen Objekt zu verfestigen.

Der Hauptvorteil von Harzen ist, dass sie sehr hochwertige Drucke mit glatten Oberflächen und feinen Details erzeugen können. Die beliebtesten Arten von 3D-Druckharzen sind unten aufgeführt:

  • Standard-Harz - Dies ist die am häufigsten verwendete Art von Harz. Es hat eine breite Palette von Anwendungen, vor allem aber allgemeine Anwendungen, bei denen ein höheres Maß an mechanischen Eigenschaften nicht erforderlich ist.
  • Flexibles Harz - Ein flexibles Harz, das sich perfekt für Anwendungen eignet, die eine gewisse Flexibilität erfordern, wie z. B. Dämpfungsteile oder biegsame Verpackungen.
  • Zahnarztharz - Ein Kunststoff, der sich perfekt für Anwendungen in der Dentalindustrie eignet, wie z. B. für individuelle Zahnspangen oder Kronen, Invisalign-Retainer und Zahnersatz.
  • Gießbares Harz - Dies ist eine Art von Harz, das zum Gießen von Metall in Schmuck, Skulpturen und anderen Objekten mit sehr hoher Detailgenauigkeit verwendet werden kann.
  • Lebensmittelechtes Harz - ein lebensmittelechtes 3D-Druckharz, mit dem Sie 3D-gedruckte Lebensmittelbehälter und Küchenutensilien herstellen können.

Andere 3D-Druckmaterialien

Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Palette der in der Fertigungsindustrie verwendeten 3D-Druckmaterialien recht groß. Es werden auch ständig neue Materialien entwickelt. Zu den weniger verbreiteten (aber auf ihre Weise nützlichen) Materialien gehören die folgenden:

3D-Druck von Verbundwerkstoffen

Verbundwerkstoffe sind Materialien, die zwei oder mehr verschiedene Arten von Materialien kombinieren, um ein neues Material mit spezifischen Eigenschaften zu schaffen. Im Fall des 3D-Drucks gehören zu den Verbundwerkstoffen ABS-Kunststoff (oder ein anderer Kunststoff) in Kombination mit Kohlefaser, Kevlar oder anderen starken Fasern.

Sie werden häufig für die Herstellung von Drohnenteilen und anderen Gegenständen verwendet, die sowohl stabil als auch leicht sein müssen. Das liegt daran, dass faserverstärkte Kunststoffe oft stärker und leichter sind als Vollkunststoffe.

3D-Druck von Keramiken

Keramik ist zwar nicht so beliebt wie andere Materialien, gewinnt aber in der Welt des 3D-Drucks immer mehr an Bedeutung. Das liegt daran, dass 3D-Drucke aus Keramik in der Regel sehr stabil und hitzebeständig sind.

Die beliebteste Art von keramischem 3D-Druckmaterial ist Zirkoniumdioxid, ein starkes und haltbares Material, das hohen Temperaturen standhält. Andere Keramiktypen, die gelegentlich für den 3D-Druck verwendet werden, sind Aluminiumoxid und Siliziumkarbid.

3D-Druck von Glas

Auch Glas kann 3D-gedruckt werden. Der 3D-Druck von Glas erfolgt in der Regel mit einem Verfahren namens Fused Deposition Modeling (FDM), bei dem das Glas erhitzt und durch eine Düse extrudiert wird, um die gewünschte Form zu erhalten.

Der Vorteil von Glas besteht darin, dass es die Herstellung komplexer Formen ermöglicht, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht zu realisieren wären. Allerdings ist der 3D-Druck von Glas noch eine relativ neue Technologie, die derzeit noch erforscht wird.

3D-Druck von Beton

Beton ist ein weiteres Material, das in 3D gedruckt werden kann. Er wird häufig für die Herstellung großer Strukturen wie Häuser und Gebäude verwendet. Dies ist ein gutes Beispiel für den Einsatz von 3D-Druck im Bauwesen.

Eine der beliebtesten Arten des 3D-Drucks von Beton ist das sogenannte Contour Crafting. Bei diesem Verfahren wird Beton durch eine Düse extrudiert, um das gewünschte Design schichtweise zu erzeugen.

3D-Drucken von Holz

Holz ist ein weiteres Material, das in 3D gedruckt werden kann. Allerdings wird es normalerweise nicht als einziges Material verwendet. Vielmehr wird es mit anderen Materialien wie Kunststoff oder anderen Bindemitteln gemischt, um einen Verbundwerkstoff zu schaffen.

Der Vorteil des 3D-Drucks von Holz besteht darin, dass die Benutzer komplexe Formen und Strukturen drucken können. Außerdem bietet er neben anderen Vorteilen eine bessere Optik und biologische Abbaubarkeit.

3D-Druck von Lebensmitteln

So überraschend es auch klingen mag, Lebensmittel können auch in 3D gedruckt werden. Dies geschieht in der Regel durch ein Verfahren namens Extrusion. Bei diesem Verfahren wird das Lebensmittelmaterial durch eine Düse extrudiert, um die gewünschte Form zu erhalten.

3D-gedruckte Lebensmittel haben eine Reihe von Vorteilen. Erstens lassen sich damit individuelle Formen von Lebensmitteln herstellen. Zweitens können damit Lebensmittel mit einem bestimmten Nährstoffgehalt hergestellt werden. Und drittens können damit Lebensmittel hergestellt werden, die für Allergiker sicher sind.

Der Preis für 3D-Druckmaterial variiert je nach Materialtyp
Der Preis für 3D-Druckmaterial variiert je nach Materialtyp
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=ffg9dArNfCg

Wie viel kosten die Materialien für den 3D-Druck?

Der Preis, den Sie für 3D-Druckmaterialien zahlen, hängt von der Materialkategorie, dem Hersteller und der Qualität des Materials ab. Weitere Faktoren können ebenfalls eine Rolle bei den Kosten für 3D-Druckmaterialien spielen.

Im Allgemeinen kosten die meisten 3D-Druckmaterialien jedoch zwischen $10 und $100 pro Kilogramm. Metalle sind ein Beispiel für ein Material, das erheblich mehr kosten kann.

Flüssigharz ist auch teurer als Filament: Die Preise beginnen bei etwa $50 pro Liter im Vergleich zu Filamenten, die bei etwa $20 pro Kilogramm beginnen können.

Der beste Weg, eine genaue Preisschätzung für 3D-Druckmaterial zu erhalten, besteht darin, mehrere Anbieter zu kontaktieren und um Angebote zu bitten.

Sie können auch in Online-Foren und auf Bewertungsseiten nachsehen, was andere Nutzer für ihre 3D-Druckmaterialien bezahlen.

Schlussfolgerung

Wie Sie sehen, gibt es ein 3D-Druckmaterial für nahezu jede erdenkliche Anwendung. Und während einige der genannten Materialien noch in der Entwicklung sind, sind andere bereits weit verbreitet und werden ständig verbessert.

Der beste Weg, um das richtige Material für Ihr Projekt zu finden, ist die Beratung durch einen Fachmann 3D-Druck-Service. Auf diese Weise können Sie sicher sein, dass Sie das bestmögliche Material für Ihre speziellen Anforderungen verwenden - und dass Ihr Projekt genau so wird, wie Sie es sich vorgestellt haben.

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