Beste 3D-Filamente für den Außeneinsatz!

Wenn Sie dachten, dass jedes Filament für den Einsatz im Freien geeignet ist und dass alle in der Lage sind, den Elementen gleichermaßen ausgesetzt zu sein, liegen Sie falsch … aber keine Sorge, wir kennen das alle schon der Grund, warum ich mich entschieden habe, diesen Artikel zu schreiben, da ich möchte, dass Ihre 3D-Drucke so lange wie möglich halten, auch wenn sie in der Sonne und im Regen stehen.

Ich werde auf alle Dinge eingehen, die Sie bei der Auswahl Ihrer Filamente berücksichtigen müssen, und Ihnen meine Meinung dazu mitteilen, welche Sie verwenden sollten und was ebenso wichtig ist, welche Sie nicht verwenden sollten.

Beginnen wir also mit einer kurzen Tabelle, die Ihnen helfen soll, sich ein Bild davon zu machen, welches Filament am besten für den Außeneinsatz geeignet ist:

Filament	UV-Beständigkeit	Hitzebeständigkeit	Hygroskopisch	Einfach zu drucken?	Preis pro 1-kg-Spule
PLA	Nein	60 °C	Ja	+++++	ca. 20 $
ABS	Nein	100 °C	Ja	++	ca. 20 $
PETG	Ja	85 °C	Ja	++++	ca. 20 $
ASA	Ja	105 °C	Schwach hygroskopisch	++	ca. 30 $
HÜFTEN	Nein	90 °C	Nein	+++++	ca. 20 $

Wichtige Dinge, die bei der Auswahl eines Filaments für den Außenbereich zu beachten sind :

UV-Beständigkeit

Ein wichtiger Faktor, der bei der Herstellung von 3D-FDM-Filamentdrucken für den Außeneinsatz oder die Anzeige zu berücksichtigen ist, ist die Wirkung von UV-Licht auf den Druck.

UV-Licht neigt dazu, PLA-Filamentdrucke im Laufe der Zeit zu bleichen und zu zersetzen, wodurch die Farbe verblasst und der Druck spröde wird. Wie lange es dauert, bis die Verschlechterung sichtbar wird, hängt davon ab, wie extrem die Wetterbedingungen sind, sowie von der Verwendung des Drucks.

PLA-Filament ist anfällig für hohe Hitzebedingungen, die zum Schmelzen und Verformen führen. ABS-Filamente sind auch nicht UV-beständig und verändern sich bei Sonneneinstrahlung im Laufe der Zeit von einem durchscheinenden Druck zu einem gelblich verbrannten Aussehen, und der Druck wird auch spröde.

PETG- und ASA-Filamente sind UV-beständig und können unterschiedlichen Wetterbedingungen standhalten, wodurch sie sowohl für den Innen- als auch für den Außenbereich geeignet sind.

Temperaturbeständig (und Glasübergangstemperatur)

Die Temperatur kann ein kontroverses Thema sein, wenn es darum geht, wie die Glasübergangstemperatur für verschiedene Polymere berechnet wird. Es gibt ein paar verschiedene Definitionen mit unterschiedlichen Ergebnissen, und alle scheinen akzeptiert zu werden.

Es ist allgemein anerkannt, dass die Glasübergangstemperatur der Temperaturbereich ist, bei dem ein Polymer zu schmelzen beginnt oder seinen Zustand ändert. Beispielsweise hat PLA eine Glasübergangstemperatur von 43,89 °C bis 62,78 °C.

PLA hat die niedrigste Glasübergangstemperatur aller FMD-Filamente und ist tieftemperaturbeständig. Die Temperaturbeständigkeit wird anhand der höchsten und niedrigsten Temperatur berechnet, denen ein Druck standhalten kann, bevor er entweder durch Schmelzen (Verformung des Drucks) oder Rissbildung beeinträchtigt wird.

Thermoplast sollte nicht hygroskopisch sein

Hygroskopische Thermoplaste nehmen Feuchtigkeit aus der Luft auf und können eine Vielzahl von Druckproblemen verursachen. Die Schwere der Feuchtigkeitseinwirkung auf den Druck hängt von der Luftfeuchtigkeit und längerer Feuchtigkeitseinwirkung ab.

Unter normalen Bedingungen absorbiert freiliegendes PLA-Filament Feuchtigkeit und schwillt in etwa 150 Stunden um bis zu 40 Mikrometer an. Da jede Druckschicht so fein ist, kann eine Zunahme des Filamentdurchmessers von 20-40 Mikron durch Feuchtigkeit katastrophal sein, und der Druck wird von Anfang an zum Scheitern verurteilt sein.

Thermoplaste sollten nicht hygroskopisch sein, aber viele sind es leider.

Die verschiedenen Arten von Thermoplasten im 3D-Druck haben zum Beispiel jeweils eine unterschiedliche Feuchtigkeitsaufnahme; Unter normalen Bedingungen gelagertes Nylonfilament erreicht den Feuchtigkeitssättigungspunkt in nur 18 Stunden.

Einige Auswirkungen von feuchten Filamenten sind knallende Geräusche, Blasen und Dampf, der aus der Extruderdüse kommt. Das Filament verliert seine Fähigkeit, am Druckbett zu haften, und in den meisten Fällen versagen die Drucke und werden weich und brüchig.

Die Extruderdüse funktioniert bei verspätetem Start nicht normal und verstopft möglicherweise. Um feuchtigkeitsbedingte Probleme zu beheben, ist es ratsam, einen temperatur- (und feuchtigkeits-)gesteuerten Aufbewahrungsschrank für Filamente zu kaufen. Der Zufuhrmechanismus der meisten Drucker stellt sicher, dass das Filament während des Druckens trocken bleibt.

Wie einfach ist das Drucken?

PLA-Filament ist dank seines geringen Wärmebedarfs am einfachsten zu drucken, und der Nachhärtungsprozess kann ein feines, glattes Finish liefern, aber Ihnen fehlt die Fähigkeit, feine detaillierte Strukturen zu drucken.

PETG, ASA und andere Filamente erfordern höhere Temperaturen und beheizte Bauplatten, sind aber auch relativ einfach zu drucken.

Hobby-Filamentdrucker sind meistens offene Drucker, aber einige Drucker haben geschlossene Gehäuse, was besser ist, da die Druckumgebung besser kontrolliert werden kann.

Der Heiz- und Kühlprozess während des Druckens wird nicht von der Umgebungstemperatur des Druckraums beeinflusst. Bevor Sie verschiedene Filamenttypen ausprobieren, vergewissern Sie sich, dass Ihr Drucker mit dem neuen Filament drucken kann, da nicht alle Drucker mit allen Filamenttypen drucken können.

Sind alle Filamenttypen für den Außeneinsatz geeignet?

Alle Filamenttypen sind für den Außeneinsatz geeignet, aber einige, die nicht UV-beständig sind, müssen nach der Produktion ausgehärtet werden, indem ein UV-beständiges Epoxid auf den Druck aufgetragen wird.

Es wird im Laufe der Zeit immer noch einen langsamen Abbau geben, aber der UV-Schutz wird eine anständige Lebensdauer gewährleisten.

Die Outdoor-Funktion Ihres Drucks bestimmt seine Langlebigkeit. Zierdrucke halten in der Regel länger, während Drucke, die einem funktionalen Zweck dienen, je nach Verwendungszweck eine kürzere Lebensdauer haben können.

Art der Materialien, die Sie im Freien verwenden können

Während Sie die meisten Filamenttypen sicherlich im Freien verwenden können, werden einige ziemlich schnell spröde. Also, hier sind die, die ich am meisten empfehle:

• PETG: PETG-Filament ist nicht biologisch abbaubar, aber einfach zu verarbeiten, da kein Druckgehäuse erforderlich ist. Ein zusätzlicher Bonus ist, dass es UV- und wasserbeständig ist, also ist es ein ausgezeichnetes Filament für den Außeneinsatz. Seine Zugfestigkeit ist fast so gut wie bei ABS, aber haltbarer, obwohl ABS härter ist und einen steiferen Druck erzeugt. PETG hat eine ziemlich hohe Glasübergangstemperatur von 80 °C und erzeugt dichte Drucke. Ein beheiztes Druckbett auf ca. 70°C ist Voraussetzung für einen erfolgreichen Druck.
• ASA: ASA ist dem ABS-Filament sehr ähnlich, hat aber den entscheidenden Vorteil, dass es UV-beständig ist und allen Wetterbedingungen standhält. Es erfordert ein beheiztes Bett bei 90-110°C und der Drucker muss aufgrund seiner Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen während des Druckens eingeschlossen sein. Es ist am besten, die Kühlgebläse während des Druckens auszuschalten. Mit einer Glasübergangstemperatur von 100°C sind die Drucke hochtemperaturbeständig sowie schlag- und chemikalienbeständig.
• ABS: ABS hat den Nachteil, dass es nicht UV-beständig ist, aber es verträgt sich besser mit den äußeren Bedingungen als PLA. Das Drucken ist jedoch aus den gleichen Gründen wie bei ASA-Filament eine Herausforderung. Es erfordert ein Heizbett zwischen 90 °C und 110 °C und muss in einem geschlossenen Drucker gedruckt werden (es kann ohne Gehäuse gedruckt werden, aber es ist schwieriger). ABS-Drucke sind sehr robust und hart. Sie eignen sich hervorragend für Maschinenteile, aber ihre mangelnde UV-Beständigkeit schränkt ihre Verwendung im Freien ein.

Filamenttypen, die Sie für den Außeneinsatz vermeiden sollten

Zu den 3D-Filamenten, die nicht im Freien verwendet werden sollten, gehören Nylon, PLA und HIPS, da sie keine UV-Beständigkeit aufweisen. UV-Strahlen führen dazu, dass der Druck mit der Zeit seine Farbe verliert und spröde wird.

HIPS soll lebensmittelecht und ungiftig sein, setzt aber kleine Mengen Styrol in die Luft frei, die mit der Zeit zu einem Gesundheitsproblem werden können. Es wirkt sich auf Personen aus, die über einen längeren Zeitraum in unmittelbarer Nähe arbeiten.

Warum sollte ich PLA-Teile für den Außenbereich vermeiden?

PLA verträgt Sonnenlicht nicht gut, da es nicht UV-beständig ist. Es ist jedoch billig und biologisch abbaubar (in gewisser Weise, wenn es den richtigen Bedingungen ausgesetzt ist).

Drucke halten jedoch nicht so lange, da sie spröde werden und aufbrechen. PLA schneidet aufgrund seiner niedrigen Glasübergangstemperatur von 60 °C auch bei hohen Temperaturen nicht so gut ab und beginnt sich bei Temperaturen Mitte der vierziger Jahre zu verformen, und wenn Sie es im Sommer in der Sonne belassen, werden Sie feststellen, dass es sich verformt schwächer.

Hygroskopisch zu sein bedeutet, dass es Feuchtigkeit aufnimmt, was den Druck schwächen kann, aber den Zersetzungsprozess nicht beschleunigt. PLA soll sich jedoch viermal schneller zersetzen als andere gängige Filamente. Es gibt Berichte, dass sich PLA in Wasser innerhalb von etwa 90 Tagen vollständig zersetzt, aber das ist ein Mythos.

Damit PLA seiner Kennzeichnung als biologisch abbaubar gerecht wird, muss es an einem Industriestandort kompostiert werden, der ausdrücklich für diesen Zweck vorgesehen ist. Es kann einige Tage bis einige Monate dauern und die Temperaturen müssen über 55-70°C liegen!

Beste Filamente für Töpfe

Nach einigen Tests stellten wir fest, dass PLA zwar einige Zeit funktioniert, sich aber aufgrund des UV-Lichts zersetzt. Die besten Filamente zum Bedrucken von Blumentöpfen sind PETG und ASA, einfach weil sie sich weder so stark noch so schnell verschlechtern.

Kann ich Harze (Photopolymere) für den Außeneinsatz verwenden?

Drucke auf Harzbasis werden mit UV-Licht ausgehärtet, und der Aushärtungsprozess wird fortgesetzt, wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt werden, wenn auch langsamer. Dadurch wird der Harzdruck schließlich so stark härten, dass er spröde wird und schließlich reißt oder bricht.

Also, nein! Harz würde ich nicht für den Außenbereich empfehlen.

Wie kann ich ein Filament UV-beständig machen?

Druckmaterial, das nicht UV-beständig ist, kann mit einem klaren UV-Schutzlack behandelt werden, der entweder über den Druck gestrichen oder gesprüht werden kann.

Wenn der Druck eine Outdoor-Funktion hat, die zu Verschleiß führt, kann die UV-Schutzschicht mit der Zeit abgerieben werden und der Druck verliert schnell seine allgemeine Festigkeit.

Es ist gut zu verstehen, dass die durch UV-Strahlung verursachte Verschlechterung ein langsamer Prozess ist, bei dem das Verblassen oder Ausbleichen der Farbe das erste sichtbare Zeichen einer UV-Schädigung ist. Darauf folgt der Zusammenbruch der Struktur, was zu Abplatzungen führt, wobei schwächere Bereiche bei der Handhabung abbrechen.

Verwenden Sie vorzugsweise ein UV- und wetterbeständiges Filament für Außenprojekte und haben Sie die Gewissheit, dass Ihr Druck lange hält.

Schlussfolgerung

Wie Sie sehen können, sind die besten Filamente für den Außeneinsatz PETG und ASA aufgrund ihrer UV-Beständigkeit und insgesamt hohen Temperaturbeständigkeit.

PLA ist das Schlimmste von allen, da es sich an einem heißen Tag leicht verformen kann, insbesondere wenn Sie den Druck für etwas Funktionales wie eine Lampenfassung verwenden, da das zusätzliche Gewicht der Lampe dazu führen kann, dass sie durchhängt.

ABS ist für den Außenbereich viel besser als PLA, aber immer noch nicht annähernd so gut wie PETG und ASA.

Ich hoffe, diese Informationen waren hilfreich und wünschen Ihnen wie immer einen schönen Tag!

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