Hitzebeständige Filamente für den 3D-Druck:Rangliste!

3D-Druckteile werden in einer unendlichen Reihe von Branchen und Zwecken eingesetzt. Nicht selten erfordern einige Anwendungen bestimmte technische Eigenschaften wie Schlagfestigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, UV-Beständigkeit oder Hitzebeständigkeit. Heute konzentrieren wir uns auf die Hitzebeständigkeit und bestimmen, welche Filamente Hitze am besten standhalten.

Im Hinblick auf Hitzebeständigkeit ist Polycarbonat einer der am besten geeigneten Thermoplaste, da seine Glasübergangstemperatur bei 150 °C liegt. Die meisten Drucker können jedoch nicht mit Polycarbonat drucken, weshalb zumindest für die meisten Menschen ABS das ideale Filament ist, da es eine Glasübergangstemperatur von 105 °C hat.

Material	Betttemperatur	Extrusionstemperatur	Anlage	Normaler Drucker	Glasübergangstemperatur	Feuchtigkeitsbeständigkeit	Preis
PEEK	120°C-145°C	360°C-400°C	Ja	Nein	143 °C	Hoch	$30-$40
PAHT CF15	100°C-120°C	260°C-280°C	Ja	Ja	72 °C	Niedrig	$85-90
Polycarbonat	80°C-120°C	260°C-310°C	Ja	Ja	150 °C	Niedrig	$40-$60
Polypropylen	80°C-100°C	230°C-260°C	Ja	Ja	-20 °C (hält 160 °C aus)	Hoch	$80-$110
Polyamid	70°C-80°C	220°C-260°C	Ja	Ja	60°C (hält 120°C aus)	Niedrig
ABS	90°C-110°C	230°C-250°C	Ja	Ja	105 °C	Niedrig	15 - 22 $
PETG	80°C-100°C	210°C-250°C	Nein	Ja	75 °C	Niedrig	15 bis 25 $

Beste hitzebeständige 3D-Druckfilamente

Die 3D-Industrie wächst in einem superschnellen Tempo, in dem regelmäßig neue und bessere Materialien eingeführt werden. Die Hitzebeständigkeit erweitert den Anwendungsbereich eines bestimmten Filaments, daher werfen wir einen Blick auf eine grundlegende Liste von 3D-Filamenten, die ihre Hitzebeständigkeit und Druckparameter von den hitzebeständigsten bis zu den am wenigsten betonen.

Es sollte keine Überraschung sein, dass reguläre PLA eine Beschränkungsverfügung hat und sich jederzeit mindestens 1 Meile von dieser Liste entfernt halten muss.

SCHAUEN

Betttemperatur	120°C-145°C
Extrusionstemperatur	360°C-400°C
Anlage	Ja
Normaler Drucker	Nein
Glasübergangstemperatur	143 °C
Feuchtigkeitsbeständigkeit	Hoch
Preis	$30-$40

Polyetheretherketon (PEEK) ist ein teilkristalliner Thermoplast und gilt derzeit aufgrund seiner thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften als das leistungsstärkste Polymer.

Aufgrund der hohen Temperaturanforderungen können nicht alle Drucker mit PEEK drucken. Es hat eine Glasübergangstemperatur von 143°C und erfordert eine Betriebstemperatur von 360–400°C bei einer Betttemperatur von 120–145°C. Es gibt spezielle Drucker zum Drucken mit PEEK, die eine geschlossene Druckkammer enthalten. PEET-Drucke können Temperaturen von bis zu 260 °C standhalten.

Um Ihnen eine ungefähre Zahl der maximalen Extrusionstemperatur zu geben, die ein normaler 3D-Drucker erreichen kann, hat der Prusa i3 eine maximale Düsentemperatur von 300 °C. Das Drucken von PEEK-Filament kommt daher nicht in Frage.

Um dieses Filament verwenden zu können, müssen Sie Zugang zu einem 3D-Drucker in Industriequalität erhalten, für den Sie mit etwa 29.000 USD rechnen sollten (ein geschätzter Kostenvoranschlag für den APIUM P220).

PEEK produziert langlebige Drucke mit hoher Zugfestigkeit, die hitze- und wasserbeständig sowie biokompatibel sind, aber die Arbeit mit dem Filament ist kompliziert und erfordert, dass die Benutzer erfahren und wissen, welches System optimale Ergebnisse liefert. PEEK wird häufig in der Medizin-, Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet, und Teile wie Lager, Pumpen und Kompressorventile werden zur Zufriedenheit gedruckt.

PAHT CF15

Betttemperatur	100°C-120°C
Extrusionstemperatur	260°C-280°C
Anlage	Ja
Normaler Drucker	Ja
Glasübergangstemperatur	72 °C
Feuchtigkeitsbeständigkeit	Niedrig

Kohlefaserverstärktes Hochtemperatur-Polyamid (PAHT CF15) ist ein extrem starkes und technisch fortschrittliches Material, das 15 % Kohlefaser enthält und hitze- und chemikalienbeständig ist.

PAHT CF15-Drucke halten konstanten Temperaturen von 150 °C stand, können jedoch kurzzeitig bis zu 180 °C erreichen. Während des Druckens ist eine Betttemperatur von 100-120°C bei einer Düsentemperatur von 260-280°C erforderlich. Die Glasübergangstemperatur beträgt 72 °C und für optimale Ergebnisse ist eine Baukammer erforderlich.

Diese Anforderungen ermöglichen es uns, PAHT CF15-Teile mit einem normalen 3D-Drucker zu drucken, mit der Einschränkung, dass dafür ein beheiztes Bett und ein Gehäuse erforderlich sind.

Das Filament wird in technischen Anwendungen für technische Projekte zur Herstellung beweglicher Teile verwendet und wird häufig als Ersatz für Metallkomponenten verwendet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Drucke bis zu einem akzeptablen Grad hitzebeständig sind, sowie die Steifheit und hohe Zugfestigkeit.

Das Filament ist ziemlich einfach zu verarbeiten und stellt abgesehen vom Düsenverschleiß keine großen Herausforderungen beim Drucken dar, daher sollte die geeignete Düse ausgewählt werden.

Polycarbonat

Betttemperatur	80°C-120°C
Extrusionstemperatur	260°C-310°C
Anlage	Ja
Normaler Drucker	Ja
Glasübergangstemperatur	150 °C
Feuchtigkeitsbeständigkeit	Niedrig
Preis	$40-$60

Polycarbonat (PC) ist bekannt für seine Stärke und Haltbarkeit und bleibt das Filament der Wahl für Benutzer, die ein vielseitiges Filament suchen, das Drucke mit hoher Hitzebeständigkeit, Schlagfestigkeit und optischer Klarheit mit dem zusätzlichen Vorteil, leicht zu sein, erzeugt. Obwohl es anfällig für Verformungen ist, bleibt das Filament aufgrund der Endergebnisse beliebt.

Eine geschlossene Druckkammer ist erforderlich, um die Druckstabilität und -qualität aufrechtzuerhalten. Die Düsentemperatur sollte zwischen 260°C und 310°C liegen bei einer Betttemperatur von 80–120°C. Die Glasübergangstemperatur von Polycarbonat beträgt 150 °C, und Drucke können Temperaturen bis etwa 140 °C standhalten.

Die erste Frage, die ich zu beantworten versuche, wenn ich ein neues Material recherchiere, ist, ob ich es mit meinem normalen 3D-Drucker (nicht einmal einem Prosumer-Drucker) drucken kann. Wenn Sie über ein beheiztes Bett und eine geschlossene Maschine verfügen, können Sie relativ einfach mit diesem Material in Industriequalität drucken.

Polycarbonat-Filament ist hygroskopisch, was bedeutet, dass es Feuchtigkeit in der Luft absorbiert, daher ist eine ordnungsgemäße Lagerung von entscheidender Bedeutung, um es trocken zu halten.

Feuchtigkeit führt zu Druckkomplikationen, und aus diesem Grund sollte sorgfältig darauf geachtet werden, den Kontakt mit Feuchtigkeit zu vermeiden, indem das Filament in luftdichten Behältern aufbewahrt wird. Während des Druckens sollten die Kühlgebläse ausgeschaltet werden, um eine ordnungsgemäße Haftung zu ermöglichen.

Ich würde empfehlen, sich für Polymaker Polycarbonate zu entscheiden.

Polypropylen

Betttemperatur	80°C-100°C
Extrusionstemperatur	230°C-260°C
Anlage	Ja
Normaler Drucker	Ja
Glasübergangstemperatur	-20 °C (hält 160 °C aus)
Feuchtigkeitsbeständigkeit	Hoch
Preis	$80-$110

Polypropylen ist auch ein teilkristalliner Thermoplast mit hohen chemischen und schlagfesten Eigenschaften, wodurch es sich hervorragend für den Einsatz im Industriesektor, in der Sportbekleidung und in Haushaltsgeräten eignet.

Eine Extrudertemperatur von 230–260°C und eine Betttemperatur von 80–100°C sind erforderlich. Die Glasübergangstemperatur beträgt etwa 260°C. Aufgrund der hohen Wärmeanforderungen ist eine Druckkammer erforderlich, um das Verziehen zu kontrollieren. Die fertigen Produkte können je nach Zusammensetzung des Filaments Temperaturen zwischen 82°C und 120°C standhalten.

Polypropylen ist nicht hygroskopisch und eignet sich gut für untergetauchte Komponenten oder Gegenstände, die regelmäßig mit Feuchtigkeit in Kontakt kommen. Es dient gut als elektrische Isolierung und wird in großem Umfang zur Herstellung von Salbei-Küchenutensilien für Geschirrspüler und Mikrowellen sowie für medizinische Geräte und Teile verwendet. Polypropylen ist bekannt für die glatte Oberfläche, die es ständig bietet.

Polyamid (PA)

Betttemperatur	70°C-80°C
Extrusionstemperatur	220°C-260°C
Anlage	Ja
Normaler Drucker	Ja
Glasübergangstemperatur	60°C (hält 120°C aus)
Feuchtigkeitsbeständigkeit	Niedrig

Polyamid hat eine halbkristalline Struktur, die es sehr stark macht, da es auch flexibel ist, was zu seiner Festigkeit beiträgt. Die Endprodukte sind hitzebeständig und werden häufig in Automobil-, Transport-, Elektro- und Elektronikanwendungen eingesetzt. PA ist außerdem abrieb-, öl- und stoßfest.

PA kann über längere Zeit Temperaturen bis zu 120 °C standhalten, und die Drucktemperatur liegt zwischen 220 °C und 260 °C. Eine Betttemperatur von 70–80°C ist erforderlich, während die Glastemperatur zwischen 55°C und 75°C liegt. Beim Drucken mit PA muss der Lüfter ausgeschaltet werden. Hier können Sie ein Cura-Profil zum Drucken mit Polyamid herunterladen.

Die meisten Polyamidfilamente werden aus Nylon hergestellt, einige enthalten jedoch Glasfasern. PA ist hygroskopisch und muss vor Gebrauch getrocknet werden. Es neigt auch zum Verziehen und erfordert eine geschlossene Druckkammer und keinen Lüfter, um die Druckverformung zu kontrollieren.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)

Betttemperatur	90°C-110°C
Extrusionstemperatur	230°C-250°C
Anlage	Ja
Normaler Drucker	Ja
Glasübergangstemperatur	105 °C
Feuchtigkeitsbeständigkeit	Niedrig
Preis	15 - 22 $

Dieser Thermoplast erfordert keine Einführung, aber hier ist trotzdem eine. ABS ist aufgrund seiner hohen Hitze- und Schadensbeständigkeit ein weiteres beliebtes 3D-Filament. Obwohl es eine große Hitzebeständigkeit aufweist, ist es dennoch anfällig für UV-Strahlen der Sonne, und sein Gegenstück ASA hat einen UV-Schutz, sodass es für den Außenbereich geeignet ist.

Die Drucktemperatur beträgt etwa 240 °C bei einer Betttemperatur von 90–100 °C, während die Glasübergangstemperatur 105 °C beträgt. Fertige Drucke können Temperaturen nahe 100 °C standhalten, jedoch nicht über einen längeren Zeitraum. Das Drucken erfordert eine Druckkammer, da Verziehen bei ABS ziemlich häufig ist.

ABS ist hygroskopisch, daher muss bei der Lagerung darauf geachtet werden, den Kontakt mit Feuchtigkeit zu minimieren. Es kann aufgrund von Verwerfungen an den äußeren Ecken des Drucks, die durch ungleichmäßige Kühlung verursacht werden, schwierig zu drucken sein. Obwohl das Filament hygroskopisch ist, sind die Drucke in der Regel wasserfest und auch stoßfest, was sie zu einer großartigen Wahl für die meisten Profis macht.

Wenn Sie darüber nachdenken, ABS-Filament zu kaufen, kaufen Sie nicht irgendein generisches, sondern eher diese ABS-Marke, da es hervorragend funktioniert und nicht die Bank sprengt.

Polyethylenterephthalatglykol-modifiziert (PETG)

Betttemperatur	80°C-100°C
Extrusionstemperatur	210°C-250°C
Anlage	Nein
Normaler Drucker	Ja
Glasübergangstemperatur	75 °C
Feuchtigkeitsbeständigkeit	Niedrig
Preis	15 bis 25 $

PETG-Filament lässt sich sehr einfach drucken und ist in dieser Hinsicht mit PLA vergleichbar. PETG hat jedoch bessere Eigenschaften in Bezug auf die Beständigkeit gegen Hitze, Wasser und korrosive Chemikalien.

PETG hält Temperaturen von bis zu 75 °C stand. Die Düsenextrusionstemperatur variiert zwischen 210–250°C und erfordert ein Heizbett bei 80–100°C. Die Glasübergangstemperatur beträgt 75°C und ein Druckgehäuse ist nicht erforderlich, solange die Umgebungstemperatur nicht zu kalt ist.

Während des Druckens wird ein Lüfter erst empfohlen, nachdem die erste Schicht hergestellt wurde und ordnungsgemäß am Druckbett haftet. Danach reguliert der Kühlventilator die Düsentemperatur und beschleunigt die Kühlung, um Fadenbildung und Kleckse zu vermeiden und Ihrem Druck ein detailreiches Finish zu verleihen.

PETG wird in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet, da es leicht sterilisiert werden kann und relativ flexibel und dennoch robust ist. Die Sterilisationseigenschaften machen es ideal für den Einsatz in der medizinischen Industrie. Im Einzelhandel. PETG wird zur Herstellung von Ständern für Point-of-Sale-Waren verwendet.

PETG gilt allgemein als eines der besten 3D-Druckfilamente auf dem Markt, da es einfach zu drucken ist und hohen Temperaturen standhält.

Ist PLA hitzebeständig?

PLA ist von allen Filamenttypen am wenigsten hitzebeständig, aber aufgrund seines geringen Wärmebedarfs bei weitem am einfachsten zu drucken. Fertige Drucke reagieren nicht gut auf Hitzebedingungen wie das Innere eines verschlossenen Autos in der Mittagssonne. Die natürliche Schmelztemperatur von PLA liegt bei etwa 80 °C, wird aber durch Zusatzstoffe (oft als PLA+ bezeichnet) verbessert. Wie die meisten Filamenttypen wird auch PLA Additiven unterzogen, um die allgemeine Anwendungsnutzung zu verbessern.

Da PLA biologisch abbaubar ist, wird es häufig in medizinischen Implantaten wie Gewebeschrauben verwendet, um die Heilung zu unterstützen. PLA gibt es in verschiedenen Qualitäten, darunter wissenschaftlich, medizinisch, lebensmittelecht und schließlich das Standard-PLA, das im täglichen 3D-Druck verwendet wird.

Die empfohlene Betttemperatur für PLA liegt zwischen 40 °C und 60 °C, wenn Sie sich für die Verwendung eines beheizten Betts entschieden haben, um bessere Klebeergebnisse zu erzielen. Die Düsentemperatur wird je nach Marke und Pigmentierung auf ca. 190°C-215°C eingestellt.

PLA bleibt ein funktionelles und nützliches Filament zum Drucken, aber die Anwendung des Drucks sollte gebührend berücksichtigt werden.

Ist Harz hitzebeständig?

Das Drucken mit Harz beinhaltet einen völlig anderen Prozess, bei dem flüssiges Harz UV-Licht ausgesetzt wird, das das belichtete Harz härtet und aushärtet. Harzdrucke werden grundsätzlich verkehrt herum hergestellt, wobei der Boden des Harztanks die UV-Lichteinwirkung steuert.

Harzdrucke sind ziemlich solide, aber einige haben ein gewisses Maß an Flexibilität, das eine mehrfache Verwendung ermöglicht, einschließlich der Herstellung von Kronen- und Brückenformen in der Zahnmedizin und in technischen Anwendungen.

Es gibt Hochtemperaturharze mit geringer Wärmeausdehnung und hoher Zugfestigkeit, mit denen schnell präzise Komponenten hergestellt werden können. Hochtemperaturharze erzeugen jedoch eine Komponente ohne Flexibilität, daher werden Clip-On, Schnappverbindungen und bewegliche Scharniere nicht empfohlen.

Die Harzdrucke haben eine Wärmeformbeständigkeit von 289 °C bei 0,45 MPa, wenn Sie Hochtemperaturharz verwenden. Diese Materialien schmelzen nicht, daher wird die Glasübergangstemperatur nicht gemessen.

Hochtemperatur-Harzdrucke werden als hitzebeständige Vorrichtungen, Gehäusekomponenten, Heißluft- und Flüssigkeitssteuerung, Form-Prototyping und Umwelttests verwendet. Die Funktionen und Anwendungen von Hochtemperaturharzen nehmen ständig zu, ebenso wie die verschiedenen Harztypen, die entwickelt wurden, um die branchenübergreifenden Anforderungen an eine kostengünstige Fertigungsqualität zu erfüllen.

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