3D-Druck-Polymere

Wie auch beim metallischen 3D-Druck bestimmt das Druck-Verfahren und die Anforderungen an das Bauteil den verwendeten Werkstoff. Unsere Materialexperten finden für Sie aus dem umfangreichen Angebot das richtige Material für Ihre Anwendung. Dabei haben wir uns auf folgende Polymere spezialisiert:

Übersicht

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)

In der Industrie ist ABS der am häufigsten verwendete Kunststoff. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch eine hohe Stabilität, Stoßfestigkeit und Abriebfestigkeit bei gleichzeitiger Leichtigkeit aus. ABS kann in einem Temperaturbereich von -20 °C bis 80 °C eingesetzt werden, ist allerdings nicht witterungsbeständig und anfällig für Lösungsmittel wie zum Beispiel Aceton.

ABS kann mit den Additiven Fertigungsverfahren FDM (Fused Deposition Modeling) und BJ (Binder Jetting) verarbeitet werden.

Anwendungen

Mit seiner Flexibilität eignet sich Acrylnitril-Butadien-Styrol sehr gut für die Herstellung von Schnappverschlüssen. Vorrichtungen (Befestigungen) bestehen auch häufig aus ABS.

  • Automobilindustrie
  • Elektroindustrie
  • Chemieindustrie

Alumide/ PA-AF

Alumide bzw. PA-AF besteht aus Polyamid, das durch die Beimischung von Aluminiumpartikeln verstärkt wird. Auf diese Weise wird eine hohe Festigkeit, Bruchfestigkeit, Abriebfestigkeit, Temperaturbeständigkeit bis 170 °C und Formstabilität erreicht. Eine leicht poröse Oberfläche ist charakteristisch für Bauteile aus diesem Material. Der Werkstoff Polyamid neigt zur Wasseraufnahme, sodass auch Alumide nicht wasserbeständig sind.

Alumide kann mit dem SLS-Verfahren (Selective Laser Sintering) verarbeitet werden. Der Werkstoff eignet sich besonders gut für komplexe Bauteile, Kleinserien von Funktionsbauteilen und Vorrichtungen.

PA (Polyamid)

Der Konstruktionswerkstoff PA (Polyamid) zeichnet sich durch ein ausgewogenes Verhältnis von Stabilität, Steifigkeit, Flexibilität und Stoßfestigkeit aus. Weiterhin ist PA biokompatibel, beständig gegen viele Chemikalien und geeignet für Lebensmittel mit Ausnahme von Alkohol. PA hat den Nachteil, dass es zur Wasseraufnahme neigt und bei Kontakt mit Wasser aufquillt.

PA kann mit den Additiven Fertigungsverfahren SLS/LBM, FDM und MJF verarbeitet werden. Es sind verschiedene PA-Typen wie PA12, PA11 und PA6 verfügbar.

PA12 FR (PA 2210 FR) ist ein flammhemmender Hochleistungskunststoff, der eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweist. Ebenso ist er fett-, öl- und chemikalienbeständig.

Anwendungen

PA kommt in Form von funktionalen Prototypen und Funktionsbauteilen in einer Vielzahl von Branchen zum Einsatz:

  • Automobilindustrie
  • Luft- und Raumfahrt
  • Robotik
  • Medizintechnik
  • Elektronik bzw. Elektrotechnik

Aus Polyamid können beispielsweise Getriebe oder Spritzgussformen gefertigt werden.

PC (Polycarbonat)

PC ist ein transparenter Kunststoff, der eine hohe Biege-, Zug- und Stoßfestigkeit aufweist. Der Werkstoff zeichnet sich weiterhin durch eine hohe Wärmeformbeständigkeit aus und kann in einem Temperaturbereich von -40 bis +130 °C dauerhaft eingesetzt werden. PC ist beständig gegen eine Vielzahl von Chemikalien, neigt jedoch zur Wasseraufnahme.

Polycarbonat kann mittels Fused Deposition Modeling (FDM) verarbeitet werden.

Anwendungen

Die bekannteste Anwendung von PC sind optische Speichermedien wie CDs, DVDs und Blu-ray Discs. In der Automobilindustrie werden transparente, unbewegliche Scheiben aus PC hergestellt. Außerdem wird dieser Werkstoff für optische Bauteile wie beispielsweise Linsen, Brillengläser, Sportschutzbrillen und Visiere eingesetzt.

PEEK (Polyetheretherketon)

Als Hochleistungskunststoff weist PEEK eine hohe Steifigkeit, exzellente Festigkeit und hohe Verschleißfestigkeit auf. Polyetheretherketon kann bei einer Temperatur von ca. 250 °C dauerhaft eingesetzt werden und ist auch bei hohen Temperaturen kriechfest. Weiterhin ist PEEK biokompatibel und beständig gegen nahezu alle organischen und anorganischen Chemikalien sowie gegen Beta- und Gammastrahlen. Unbeständig ist PEEK gegen starke Säuren wie zum Beispiel Salpeter- und Schwefelsäure.

PEEK kann mittels FDM (Fused Deposition Modeling) und SLS (Selective Laser Sintering) verarbeitet werden.

Anwendungen

Typische Bauteile aus PEEK sind Gleitlager, Zahnräder, Armaturen, Kolbenringe und Ventile, die in folgenden Industrie eingesetzt werden:

  • Medizintechnik
  • Luft- und Raumfahrt
  • Automobilindustrie
  • Chemische Industrie
  • Pharmaindustrie
  • Wehrtechnik
  • Nuklearindustrie

PLA (Polymilchsäure/ Polylactid)

Polylactid ist ein synthetisches Polymer bzw. ein Biokunststoff und biokompatibel sowie unter idealen Bedingungen biologisch abbaubar. Der Werkstoff wird aus nachwachsenden Rohstoffen (Pflanzenstärke/Milchsäurebausteinen) hergestellt. PLA ist gegen die meisten Chemikalien beständig, lebensmittelecht, günstig und weist eine hohe Härte und Steifigkeit auf. Allerdings ist der Biokunststoff spröde und nicht hitzeresistent.

PLA ist neben ABS der am weitesten verbreitete Kunststoff und durch die leichte Verarbeitung als Einstiegsmaterial für den 3D-Druck geeignet. Das PLA-Filament lässt sich mit dem Fused Deposition Modeling (FDM) oder dem Selektiven Lasersintern (SLS) drucken.

Anwendungen

PLA eignet sich für die Herstellung von Prototypen, Ersatzteilen und Funktionsbauteilen wie zum Beispiel Gehäuse oder Bedienungselemente.

  • Medizintechnik
  • Lebensmittelindustrie
  • Landwirtschaft
  • Verpackungsindustrie

PP (Polypropylen)

Polypropylen ist ein Kunststoff mit guten stoßdämpfenden Eigenschaften, einer hohen Bruchdehnung und einer guten Ermüdungsfestigkeit. Weiterhin ist PP relativ hart und verschleißfest, sehr leicht und weißt sehr gute mechanische und chemische Eigenschaften auf. PP sollte nicht bei sehr niedrigen Temperaturen eingesetzt werden. Nichtsdestotrotz ist dieser Werkstoff durch seine Nachhaltigkeit, Chemikalienresistenz und Lebensmittelechtheit bei gleichzeitig hoher Oberflächengüte vielseitig einsetzbar.

Polypropylen, kann mittels FDM (Fused Deposition Modeling) und SLS (Selective Laser Sintering) verarbeitet werden.

Anwendungen

  • Automobilindustrie
  • Elektro- und Haushaltsgeräteindustrie
  • Textilindustrie
  • Lebensmittelindustrie
  • Verpackungsindustrie
  • Architektur, Bauindustrie
  • Kunst, Mode, Sport & Freizeit

Silikone

Silikone sind elastische Kunststoffe, die eine langanhaltend hohe Elastizität aufweisen und in einem breiten Temperaturbereich von -50 bis +200 °C eingesetzt werden können. Weiterhin sind Silikone biokompatibel, schwer entflammbar und beständig gegen UV-Strahlung, Witterung und viele Chemikalien, mit Ausnahme von Benzin und Ölen. Es sind verschiedene Härtegrade von Shore A 20 bis 60 verfügbar.

Silikone lassen sich mit dem Fused Deposition Modeling (FDM) verarbeiten.

Anwendungen

Durch die gute Elastizität sind Silikone vielseitig einsetzbar. So lassen sich neben Prototypen und Kleinserien auch Griffe, Schutzabdeckungen, Haltevorrichtungen und Baugruppen mit Dichtungen herstellen.

  • Automobilindustrie
  • Luft- und Raumfahrt
  • Medizintechnik
  • Maschinenbau
  • Industrieprodukte

TPU (Thermoplastisches Polyurethan)

TPU ist ein dauerhaft elastischer Kunststoff mit einer hohen Reißdehnung. Weiterhin weist TPU eine hohe Verschleißfestigkeit auf und besitzt gute stoßdämpfende Eigenschaften.

Aus TPU können Prototypen gefertigt werden oder Funktionsbauteile mit guter Stoßdämpfung und gummiartiger Elastizität über einen weiten Temperaturbereich. TPU ist geeignet für Anwendungen mit Hautkontakt.

Anwendungen

Polyurethan wir für funktionale Prototypen, beispielsweise in der Automobilindustrie, eingesetzt.

Ultem/ PEI (Polyetherimid)

Ultem, auch PEI genannt, ist ein hochtemperaturbeständiger, flammhemmender Kunststoff, der eine hohe Festigkeit aufweist. Weiterhin ist Ultem beständig gegen UV-Strahlung, Gammastrahlen und viele Chemikalien. Dieses Hochleistungspolymer ist außerdem hydrolysebeständig, biokompatibel, kriechfest über einen großen Temperaturbereich und kann dauerhaft bei Temperaturen bis 170 °C eingesetzt werden.

Bauteile aus PEI / Ultem können mittels Fused Deposition Modeling (FDM) oder Selective Laser Sintering (SLS) hergestellt werden.

Anwendungen

  • Elektrotechnik und Elektroindustrie
  • Automobilindustrie
  • Luft- und Raumfahrt
  • Chemieindustrie
  • Medizintechnik

Faserverstärkte Kunststoffe

Bei faserverstärkten Kunststoffen (Verbundwerkstoffe) werden Fasern in einen Kunststoff eingebettet, sodass sich eine sehr hohe spezifische Festigkeit ergibt. Die Festigkeit ist bei diesen Werkstoffen im Verhältnis zum Gewicht sehr hoch.

Faserverstärkte Kunststoffe haben anisotrope mechanische Eigenschaften, d.h. die Eigenschaften sind richtungsabhängig. Daher ist die Zugfestigkeit in Faserrichtung deutlich höher. Bei der Konstruktion und Fertigung mit diesen Werkstoffen ist es deshalb wichtig die Faserrichtung zu berücksichtigen.

In der Additiven Fertigung werden zwei Faserformen eingesetzt: durch Kurzfasern (< 1mm Länge) verstärkte Kunststoffe und durch Endlosfasern verstärkte Kunststoffe. Kohlefasern (Carbonfasern) und Glasfasern zählen zu den beliebtesten Fasern für den Materialmix. Glasfasern haben die Vorteile, dass sie vergleichsweise günstig und korrosionsbeständig sind. Im Gegensatz dazu weisen Kohlefaser-Verbundwerkstoffe eine höhere Festigkeit und Steifigkeit auf, sind allerdings auch teurer als Glasfasern. Darüber hinaus zeichnen sich Carbonfasern durch Spröde, eine geringe Wärmeleitfähigkeit sowie gute Ermüdungseigenschaften aus. Aramidfasern, auch Kevlar genannt, weisen eine hohe Schlagzähigkeit, gute Wärmebeständigkeit und gute Schwingungsdämpfung auf. Bei Kevlar ist die Druckfestigkeit allerdings deutlich niedriger als bei Glas- und Carbonfasern. Weiterhin ist Kevlar nicht beständig gegen starke Säuren und Laugen sowie gegen UV-Strahlung. Folgende Verbundwerkstoffe kommen aktuell zum Einsatz:

  • Polyamid (PA6) mit kurzen und endlosen Carbonfasern
  • Polyamid (PA6) mit kurzen und endlosen Glasfasern
  • Polyamid mit Kevlar (endlose Aramidfasern)
  • PEEK mit kurzen und endlosen Carbonfasern
  • PEKK mit kurzen und endlosen Carbonfasern

Sowohl die kurzfaserigen als auch die langfaserigen Werkstoffe können mittels FDM (Fused Deposition Modeling) verarbeitet werden.

Anwendungen

Durch die enorme Festigkeit eignen sich faserverstärkte Kunststoffe, speziell Carbonfasern, für anspruchsvolle Anwendungen, hochfeste und gleichzeitig leichte Bauteile wie beispielsweise funktionale Prototypen.

  • Luft- und Raumfahrt
  • Automobilindustrie
  • Sport
  • Leichtbauanwendungen
× Wie können wir weiterhelfen?