Resin vs. Filament: Welches 3D-Druckmaterial ist stärker?

Einleitung

In der 3D-Druck-Community wird seit langem leidenschaftlich über die Vor- und Nachteile von Resin- (SLA/DLP) und Filament-Druckern (FDM/FFF) diskutiert. Häufig stehen Druckqualität, Materialkosten und Druckzeiten im Fokus. Doch wenn es um strukturelle Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit geht, stellt sich die entscheidende Frage: Sind Resin-Teile stärker oder schwächer als Filament-Drucke?

Kurz gesagt: FDM-gedruckte Teile sind in der Regel stärker als Resin-Objekte – sowohl bei der Schlagzähigkeit als auch bei der Zugfestigkeit. Fast alle gängigen Filamente wie ABS, PLA, PETG, Nylon und Polycarbonat übertreffen herkömmliche Resin-Drucke. Eine wichtige Ausnahme bildet „Tough Resin“, das stärker ist als ABS, PETG und Nylon.

Zugfestigkeitsvergleich: Resin vs. Filament

Zugfestigkeit verschiedener Filamente und Resine (in MPa)

Material	MPa
Polycarbonat	67
PLA	64
Tough Resin	55
PETG	50
Nylon	48
ABS	38
Standard-Resin	23

Die Zugfestigkeit misst die Spannung, die ein Material aushält, bevor es beim Dehnen bricht. Sie variiert je nach Material und Fertigungsprozess. In der Industrie ist dies ein Standardtest, doch für 3D-Druck müssen die baubedingten Besonderheiten (Schichthaftung, Orientierung) berücksichtigt werden.

Der Konsens lautet: 3D-Resin-Drucke sind nicht besonders schlagfest, und die Nachhärtung durch UV-Licht (Sonnenlicht) bleibt ein kritischer Faktor. Auf der anderen Seite gilt PLA oft als billiges, hitzeempfindliches Material – doch diese pauschalen Annahmen halten präzisen Tests nicht stand. Hier ein Überblick über Zugfestigkeitstests verschiedener FDM-Filamente, durchgeführt von Airwolf 3D nach ISO 527.

PLA

Das Druckbett war auf 60 °C eingestellt, der Haken wurde ohne Gehäuse gedruckt. Der PLA-Haken hielt 285 lbs (ca. 129 kg), was einer Zugfestigkeit von 64,4 MPa entspricht. Aber: PLA verliert im Laufe der Zeit an Zugfestigkeit und eignet sich daher primär für Spielzeug und Dekoration, nicht für dauerhaft belastete Bauteile.

PETG

PETG erreichte 50,0 MPa – überraschend, da man es stärker als PLA erwartet hätte. Ein Test von toms3d.org verglich PLA und PETG in zwei Druckrichtungen (vertikal/horizontal). Beim Biegetest (vertikal, testet Schichthaftung) hielt PLA knapp 8 kg, PETG 5,9 kg. Horizontal (Materialfestigkeit) schaffte PLA 16,6 kg, PETG brach nicht, sondern bog sich nur durch. Fazit: PETG ist flexibler und bricht nicht so leicht, aber in puncto reiner Zugfestigkeit ist PLA stärker.

ABS

Nach ISO 527 lag ABS bei 38,6 MPa – deutlich schwächer als PLA und PETG. Im Hakentest brach ABS unter derselben Last (285 lbs) sofort. Zwar gilt ABS als echtes Engineering-Material, doch dessen Alltagsanwendungen fordern selten hohe Zugfestigkeit (ca. 32,4 MPa / 4700 psi).

Polycarbonat

Polycarbonat-Filament wurde bei hohen Temperaturen gedruckt (Bett ≥ 145 °C, Extruder ≥ 290 °C) – für Hobby-Drucker oft unerreichbar. Der Haken hielt 685 lbs (ca. 311 kg), was 9800 psi (67,6 MPa) entspricht. Damit ist Polycarbonat der unangefochtene Sieger bei der Zugfestigkeit.

Nylon

Nylon ist nicht einheitlich; verschiedene Typen zeigen unterschiedliche Werte. Die geschätzte Zugfestigkeit liegt bei 7000 psi (48,3 MPa) – besser als ABS, aber unter PLA. Im Hakentest (Nylon 910, 250 °C, Bett 70–100 °C) bog sich das Material und gab erst bei 485 lbs nach. Ähnlich wie PETG verformt sich Nylon eher, als zu brechen.

Resin

Die Resin-Tests wurden unter vergleichbaren Bedingungen durchgeführt. Standard-Resin erreichte nur 23,4 MPa – weit unter allen getesteten Filamenten. Doch die SLA-Technologie entwickelt sich rasant: Alle großen Hersteller bieten „Tough Resins“ an, die nicht nur Marketing sind. Beispiel: eSun Tough Resin mit 55 MPa Zugfestigkeit.

Unterschied: Standard-Resin vs. Tough Resin

Standard-Resine gelten als zu schwach für strukturelle Belastung und sind für den Außeneinsatz ungeeignet (weiterhärtung durch UV-Licht). Tough Resins wurden für hohe Festigkeit entwickelt. Der Hauptunterschied: Tough Resin hat etwa die doppelte Zugfestigkeit von Standard-Resin.

Getestet wurden Anycubic Color UV Resin (Standard, 23,4 MPa) gegen Formlabs Tough 2000 (46 MPa), eSun Hard-Tough (55 MPa) und Siraya Tech Blu (44 MPa). Die Ergebnisse bestätigen: Tough Resins sind deutlich stärker. Doch die Testwerte lassen sich nicht 1:1 auf eigene Projekte übertragen – Strukturdesign und Anwendungsfall entscheiden über die tatsächliche Leistung.

Schlagzähigkeitsvergleich: Resin vs. Filament

Schlagzähigkeit verschiedener Materialien und Orientierungen (J/m)

	Flach	Horizontal	Vertikal
Polycarbonat	354	515	42
Nylon	325	249	60
Prusa Tough Resin	280	280	280
PETG	239	178	35
PLA	153	113	77
ABS	129	149	55

Schlagzähigkeit (Izod-Test) misst die aufgenommene Aufprallenergie. Getestet wurde in drei Orientierungen: flach, horizontal, vertikal. Resin ist isotrop – die Werte sind richtungsunabhängig (280 J/m für Prusa Tough Resin), vergleichbar mit PLA. Filamente zeigen starke Anisotropie: Polycarbonat horizontal 515 J/m, vertikal nur 42 J/m.

Einfluss der Druckorientierung

PLA schnitt vertikal am besten ab (77 J/m), PETG am schlechtesten (35 J/m). Polycarbonat und Nylon sind flach/horizontal ähnlich stark, aber Polycarbonat horizontal (515 J/m) übertrifft Nylon (249 J/m) deutlich.

Was ist das stärkste Filament?

Polycarbonat (PC) gilt unter Herstellern, Testern und Nutzern als stärkstes Filament. Richtig gedruckt (hohe Temperaturen) liefert es extrem starke, langlebige Bauteile mit hoher Hitzebeständigkeit und guter Schlagzähigkeit. Nachteile: schlechte Überhänge, feine Details schwierig, anspruchsvoller Druck.

Nylon (z. B. Nylon 910, NylonX) ist ebenfalls top bewertet – Airwolf-Test: 7000 psi, Haken hielt 485 lbs. MatterHackers NylonX: 364 lbs. Nylon ist schlagfest, ermüdungsfest, hitzebeständiger und leichter zu drucken als PC. Nachteil: hygroskopisch (muss absolut trocken gelagert/gedruckt werden), neigt zum Warpen, Drucktemperatur 220–270 °C.

Empfohlene Nylon- und Polycarbonat-Filamente

• Polymaker Polycarbonate
• Polymaker Nylon / NylonX
• Weitere Marken nach Verfügbarkeit und Druckeranforderungen

FDM-Teile stärker machen: Praktische Tipps

Ein starker FDM-Druck beginnt beim Design und setzt sich in den Slicer-Einstellungen fort. Bewährte Methoden:

1. Infill-Muster: Rectilinear oder Honeycomb

Infill-Muster stärken Teile, aber keines passt für alle Fälle. Technisch ist Rectilinear (rechteckig) in Kraftrichtung am stärksten, aber schwach quer dazu. Honeycomb (Wabenstruktur) ist isotrop – gleich stark aus allen Richtungen. Rectilinear spart Material und druckt ~30 % schneller. Für allseitige Belastung ist Honeycomb zuverlässiger.

2. Tempern (Annealing)

Tempern (Erhitzen auf Glastemperatur) reduziert innere Spannungen, wandelt amorphe in kristalline Strukturen um und erhöht Festigkeit, Härte und Hitzebeständigkeit. Im Haushaltsofen möglich, aber Temperatur genau überwachen (gleichmäßige Wärme). PLA und PETG profitieren stark (PLA: Zugfestigkeit, PETG: Schlagzähigkeit), ASA/ABS verziehen sich nur. Vorsicht bei filigranen Teilen – Verzug möglich.

Weitere entscheidende Faktoren

Anisotrop vs. Isotrop

FDM ist anisotrop: Schichthaftung (Z-Achse) ist Schwachstelle. Zugfestigkeit in X/Y > Z. SLA/Resin ist isotrop – gleiche Festigkeit in alle Richtungen. Resin-Modelle sollten nicht hohl gedruckt werden (Integrität).

Slicer-Einstellungen

Starkes Design (Topologie-Optimierung) + richtige Slicer-Parameter: Schichthöhe (höher = stärker), Infill-Struktur, Extrusionsbreite, Druckgeschwindigkeit, optimale Temperaturen. Bei Resin meist 100 % Infill; falls Hohlräume entwässert werden: Design nicht hohl halten.

Druckausrichtung & Schichthöhe

Ein Test (CNCKitchen) zeigte: Haken liegend gedruckt (Kraft parallel zu Schichten) waren stärker als stehend. Optimale Schichthöhe: 0,1–0,2 mm bei 0,4-mm-Düse. Faustregel: Schichthöhe ≤ ½ Düsendurchmesser für maximale Festigkeit.

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