3D-Druckfilament aus Holz:Materialien, Eigenschaften und Expertenratgeber

3D-Druckfilamente aus Holz kamen 2012 auf den Markt. Das erste wurde vom deutschen Erfinder Kai Parthy, dem Gründer von Lay Filaments, erfunden. Holzfilamente sind insofern einzigartig, als sie komplexen Druckdesigns holzähnliche Oberflächen verleihen. Ihre Zusammensetzung besteht normalerweise aus 20–40 % Altholzmaterialien und 60–80 % Polymer. Als Polymermaterial wird im Allgemeinen PLA (Polymilchsäure) verwendet und die Holzkomponente kann eine Auswahl an Holzderivaten sein, darunter Kork oder Holzspäne/Sägemehl. 

Auch wenn die Ästhetik nicht im Vordergrund steht, kann Holz als Füllmaterial verwendet werden, um die Kosten für 3D-Druckmaterialien zu senken. Es gibt auch andere holzähnliche Filamente, die durch ihre Färbung den Eindruck von Holz erwecken, aber da diese Filamente keine Holzpartikel enthalten, sehen sie in der Regel eher wie Kunststoff aus und fühlen sich auch so an. 

Der Holz-3D-Druck bietet drei Hauptvorteile:Schichten holzhaltiger Materialien verbinden sich stärker miteinander, Sägemehl ist als billiger Abfallstoff aus anderen Industrien verfügbar und Holzfilamente sind biologisch abbaubar und recycelbar. Allerdings sind sie auch unflexibel und können das Polymer spröde machen. Holzfilamente werden vor allem in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Architektur-, Maschinenbau-, Medizin- und Schmuckindustrie eingesetzt und finden sogar im Bildungsbereich Verwendung.  Dieser Artikel konzentriert sich auf mit Holz angereicherte PLA-Filamente, da dies die am häufigsten verwendeten Holzfilamente für den 3D-Druck sind. Wir werden die Definition, Zusammensetzung und Eigenschaften dieses Materials diskutieren und es mit anderen 3D-Druckfilamenten vergleichen.

Was ist Holz-3D-Druck?

Beim Holz-3D-Druck handelt es sich um einen Prozess, bei dem holzbasierte Abfallmaterialien wiederverwendet und als Bestandteile des Konstruktionsfilaments für die additive Fertigung verwendet werden. Holz ist einer der beliebtesten 3D-Filamentzusätze, da es den Teilen den Eindruck verleiht, als wären sie aus Holz geschnitzt. Weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden rund um den 3D-Druck.

Wie ist die Zusammensetzung von Holzfilamenten?

Holzfilamente sind Verbundfilamente, die typischerweise PLA (Polymilchsäure) als Basis und eine Form von Holz als Zusatz verwenden. Die Hersteller bieten viele Holzarten an, darunter Birke, Zeder, Bambus, Kork, Ebenholz, Kiefer, Olive und sogar Kokosnuss. Die Standardzusammensetzung von Holzfilamenten besteht in der Regel aus 30 % Holzanteil und 70 % PLA, wobei diese Werte je nach Produkt und Hersteller unterschiedlich sein können. Da der Hauptbestandteil PLA ist, hängen die meisten Eigenschaften des Filaments mit diesem Material zusammen. Es gibt jedoch einige veränderte Eigenschaften – wie eine erhöhte Sprödigkeit und eine holzähnliche Oberfläche – die bei der Zugabe von Holz zum Tragen kommen. 

Was sind die Eigenschaften von Holzfilamenten?

Die Eigenschaften von Holz-3D-Druckfilamenten sind unten aufgeführt:

1. Holzfilament neigt sehr wenig dazu, sich zu verziehen oder zu schrumpfen.
2. Holzfilamente sind biologisch abbaubar und recycelbar.
3. Holzfilamente für den 3D-Druck sind sehr steif und starr und sollen nicht flexibel sein.

Vergleich der Holzfilamenteigenschaften

In der folgenden Tabelle 1 werden die Eigenschaften von 3D-Druckfilamenten aus Holz mit einer Auswahl anderer 3D-Druckfilamente ohne Zusatzstoffe verglichen: