PLA, ABS, PETG, HIPS, TPE, Spezial Filamente was wofür...Unterschiede...
Polylactide, auch Polymilchsäuren genannt, sind synthetische Polymere, die zu den Polyestern zählen. PLA ist neben ABS eines der am häufigsten genutzten Materialien von FDM-3D-Druckern. Dabei ist der Kunstsoff schon lage bekannt, entdeckt wurde es von Théophile-Jules Pelouze im Jahr 1845, seit 1932 wurde bei DuPont ein Verfahren zu Herstellung entwickelt und erst 1954 patentiert.
PLA ist wasserabweisend (hydrophob) und in vielen organischen Lösungsmitteln löslich, z. B. Dichlormethan und Trichlormethan. In Ethanol ist Polylactid schlechter löslich.Trotz der geringen Feuchtigkeitsaufnahme weist es nur eine geringe Entflammbarkeit auf, PLA hat eine hohe UV-Beständigkeit und Farbechtheit. Dabei ist die Dichte von PLA relativ gering, es ist ein vergleichbar leichtes Material. Da der Kunststoff bereits bei etwa 50~60°C weich wird, eignet er sich nur für Anwendungen im niedrigen Temperaturbereich.
PLA ist biologisch Abbaubar, wobei hierfür bestimmte Bedingungen nötig sind, die nur in industriellen Kompostieranlagen zu finden sind. Auch hängt die Abbaubarkeit von der chemischen Zusammensetzung und der Beimischung von Copolymeren ab. Unter industriellen Kompostbedingungen zersetzt sich PLA innerhalb weniger Monate, in der Natur wird sich PLA nicht zersetzen. Eine Entsorgung der "Reste" über den heimischen Komposthaufen ist also nicht möglich.
Acryl-Butadien-Styrol, kurz ABS, wird heute großtechnisch in Massen hergestellt und ist in Rohform farbloser bis grau. ABS kann sehr gut mit Methylethylketon (MEK) und Dichlormethan (Methylenchlorid) verklebt werden. Es ist im Vergleich zu PLA temperaturfester und bis 85~100°C eingesetzt werden. Es ist beständig gegen Öle und Fette sowie gegen Witterungseinflüsse und Alterung. Der beliebte Lego-Baustein wird z.B. aus ABS gefertigt.
ABS schmilzt allerdings erst in einem Temperaturbereich von 220~250°C und ist im flüssigen Zustand wesentlich zähfüssiger als z.B. PLA. Standard-ABS erweichen um 95~110°C. Es läßt sich hervorragend Kleben, Lackieren und Bedrucken. Für den Druck wird allerdings ein beheizbares Druckbett benötigt und die Verarbeitung ist nicht ganz so einfach wie mit PLA. Ein weiterer Nachteil ist ein deutlicher Geruch der vom geschmolzenen ABS ausgeht.
Polyethylenterephthalat, auch PET, ist ein durch Polykondensation hergestellter thermoplastischer Kunststoff und gehört zu den Polyester. PETG ist ein mit Glycol modifiziertes PET das so für den FDM-3D-Druck verwendet werden kann. Das wohl bekanntestet Produkt aus PET ist wohl die Kunststoffflasche, die PET-Flasche. In großen Mengen herstellt ist PETG ein recht günstiger Kunststoff.
PETG schmilzt zwischen 235~260°C und ist bis etwa 80°C formbeständig, nicht viel anders als PLA, weißt aber eine hohe Bruchfestigkeit auf. Die Schlagzähigkeit ist gering, das Gleit- und Verschleißverhalten gut. Die Dichte beträgt 1,33~1,35g/cm³, ist also deutlich schwerer als Wasser und schwimmt nicht.
High-Impact-Polystyrene, HIPS, ist ein hochschlagfestes Polystyrol das seine Eigenschaften durch Modifizierung mit Kautschuk erhält. Dieser Thermoplast wurde ursprübglich für die Herstellung von Elektogeräte Gehäusen entwickeltn. Er ist sehr kältebeständig und wird auch für die Herstellung von Plastikspielzeug verwendet. HIPS hat eine Dichte von 1,04~1,08g/cm3. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet von HIPS ist die Verwendung in FDM-3D-Druckern als auswaschbares Trägermaterial das sich innerhalb von 24 Stunden in einem chemischen Limonen Bad rückstandsfrei auflöst.
HIPS schmilzt bei 235°C und haftet auf einer auf 115°C vorgeheizten Druckplatte ohne Probleme. Die Verarbeitung erfolgt idealerweise gemeinsam mit ABS, das ähnliche Anforderunden an die Temperatur im Druckkopf und Druckplatte stellt. HIPS ist in der Rohform milchigweiß transparent, weißt eine Dichte von 1,04g/cm³ auf, und ist bis ~73°C formbeständig.
Flexibles Filament, TPE, ist ein thermoplastisches Elastomer auf Pollyurethan Basis. Als Elastomere werden Kunststoffe bezeichnet, die sich unter Belastung elastisch verformen und anschließend wieder in ihre ursprüngliche Form zurückfedern. Dies Phänomen ist jedem vom Gummiband her bekannt. Jedoch ist Gummi kein Thermoplast, es kann durch erhitzen nicht wieder verflüssigt werden. Es gibt eine Reihe von verschiedenen Anbietern für flexibles TPE so das hier ein eine Shore-A Härte von 74A bis 93A, je nach Filament, erreicht werden kann.
Die Schmelztemperaturen sind auch sehr unterschiedlich und reichen von 210~250°C. Auch die Druckplatte sollte auf 30~ 40°C aufgeheizt werden. Die Flexibiliät eines gedruckten Objektes hängt allerdings auch von der Ausführung des InFill ab. Mit 100% wird das Objekt seine maximale Steifigkeit erreichen, geringeres InFill und entsprechender Struktur machen das Objekt flexibler.Zur Zeit haben wir noch keinen Bedarf für flexible Kunststoffteile, so das wir ggf. zu einem späteren Zeitpunkt tiefer in diese Thema einsteigen.