Ersetzen Sie spritzgegossenes ABS oder Polypropylen durch Formlabs:Auswahl des besten 3D-Druckmaterials

In der Welt der traditionellen Fertigung gelten die „Großen Drei“ – ABS, Polypropylen und Nylon – seit langem als Goldstandard. Sie sind die Arbeitspferde des Spritzgusses und werden wegen ihrer vorhersehbaren mechanischen Eigenschaften und Zuverlässigkeit geschätzt.

Doch da die Produktentwicklungszyklen kürzer werden und die Nachfrage nach funktionalen, 3D-gedruckten Teilen für den Endgebrauch wächst, suchen Ingenieure zunehmend nach 3D-Druckmaterialien, die nicht nur „wie diese Kunststoffe aussehen“, sondern sich auch so verhalten.

Bei Formlabs haben wir eine Bibliothek funktioneller Harze entwickelt, die speziell darauf ausgelegt sind, die Lücke zwischen Prototyping und Produktion zu schließen. Welches Formlabs-Harz sollten Sie also verwenden, wenn Sie ein ABS-Teil ersetzen? Oder einen funktionsfähigen Prototyp für etwas erstellen, das schließlich aus Nylon spritzgegossen oder bearbeitet wird? 

In diesem Leitfaden gehen wir auf die gängigsten Thermoplaste ein und zeigen Ihnen, welches Formlabs-Material aufgrund der wichtigsten mechanischen Eigenschaften für Ihre Anwendung für Sie am sinnvollsten ist.

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Benötigen Sie Hilfe bei der Entscheidung, welches 3D-Druckmaterial Sie wählen sollten? Unser neuer interaktiver Materialassistent hilft Ihnen dabei, die richtigen Materialentscheidungen basierend auf Ihrer Anwendung und den Eigenschaften unserer wachsenden Harzbibliothek zu treffen, die Ihnen am wichtigsten sind.

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Wenn Sie nach einem Formlabs-Harz suchen, das die Haltbarkeit, Steifigkeit und Steifigkeit (ohne Sprödigkeit) von ABS nachahmen kann, wie bei Lego® Ziegel ist Tough 2000 Resin die beste Wahl. 

ABS oder Acrylnitril-Butadien-Styrol ist einer der am häufigsten verwendeten Thermoplaste und wird typischerweise im Massenspritzgussverfahren hergestellt. Es ist äußerst beliebt für große Automobilinnenraumkomponenten wie Armaturenbretter und Konsolen sowie für viele Konsumgüter, die wir täglich verwenden, wie Kinderspielzeug (Lego®-Steine) oder Lautsprecher- und Küchengerätegehäuse. ABS ist auch eines der beliebtesten Filamente für FDM-3D-Drucker (Fused Deposition Modeling). 

Für SLA-3D-Drucker suchen Benutzer nach einem langlebigen, steifen Material mit Steifigkeit – aber nicht so steif, dass es spröde wird. Für diese Anwendungen ist Tough 2000 Resin der beste Vergleich. Tough 2000 Resin-Teile verbiegen sich nicht so leicht, haben eine gute Schlagfestigkeit und halten einer längeren Nutzung stand. Obwohl Tough 2000 Resin eine viel geringere Kerbschlagzähigkeit nach Izod aufweist als spritzgegossenes ABS, ermöglichen die Vorteile des 3D-Drucks in Bezug auf Designkomplexität und Anpassbarkeit ein Design unter Berücksichtigung solcher Einschränkungen. 

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Tough 2000 Resin V2 ist ein robustes Material mit einer Festigkeit und Steifigkeit, die mit Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) vergleichbar ist und Zähigkeit mit hoher Temperatur- und Kriechfestigkeit kombiniert.

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HDPE oder hochdichtes Polyethylen ist leicht als Massenkunststoff für Shampooflaschen, Milchkännchen und Reinigungsmittelbehälter zu identifizieren (es ist die Nummer zwei in den Kunststoffrecyclingcodes – ♴). HDPE-Produkte werden häufig blasgeformt und weisen eine hohe Verschleiß- und Reibungsbeständigkeit auf. Aufgrund dieser Verschleißfestigkeit eignet sich HDPE ideal für bewegliche Scharniere und Teile, die häufig gebogen oder eingedrückt werden müssen, ohne zu reißen. 

Der beste Formlabs-Materialvergleich für HDPE ist Tough 1000 Resin. Tough 1000 Resin hat unser zuvor sehr beliebtes Harz, Durable Resin, als Material der Wahl für Teile ersetzt, die eine hervorragende Bruchdehnung, Oberflächenglätte und Schlagfestigkeit erfordern. 

Tough 1000 Resin kann HDPE in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften in fast jedem Szenario ersetzen, mit Ausnahme derjenigen, in denen hohe Temperaturen herrschen – der etwas niedrige HDT von Tough 1000 Resin macht es anfälliger für leichte Verformungen bei Hitze.

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Tough 2000 Resin V2 ist ein robustes Material mit einer Festigkeit und Steifigkeit, die mit Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) vergleichbar ist und Zähigkeit mit hoher Temperatur- und Kriechfestigkeit kombiniert.

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Tough 1000 Resin kann spritzgegossenes Polypropylen in Situationen ersetzen, in denen Reibungswiderstand und geschmeidige Geschmeidigkeit die Haupteigenschaften sind, die Sie nachbilden möchten. 

Polypropylen oder PP wird aufgrund seiner geringen Reibung, seiner isolierenden sowie chemischen und stoßfesten Eigenschaften häufig verwendet. Seine Beliebtheit ist zum Teil auf seine Fähigkeit zurückzuführen, sich an eine Reihe von Fertigungstechniken anzupassen und mit diesen Techniken ein breites Spektrum an Dicken und Steifigkeiten von PP-Teilen zu erzeugen. PP-Teile können für viele verschiedene Anwendungen verwendet werden, darunter Spritzen, Einwegbesteck, Getränkehalter für Kraftfahrzeuge und mehr. PP ist an dem Recyclingsymbol Nummer 5 (♷) zu erkennen.

Sowohl Tough 1500 Resin als auch Tough 1000 Resin verfügen über einige der besten Eigenschaften von Polypropylen. Sie sollten sich für Tough 1000 Resin entscheiden, wenn Sie auf die Reibungsbeständigkeit und die geschmeidige Biegsamkeit einiger PP-Teile Wert legen. Wenn Sie jedoch Wert auf die Festigkeit und dauerhafte Steifigkeit dickerer Polypropylenteile legen, sollten Sie sich für Tough 1500 Resin entscheiden. 

Tough 1500 Resin ist ideal für Teile, die ein Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Duktilität erfordern, sei es für nachgiebige Mechanismen oder robuste Gehäuse mit selbstschneidenden Schrauben und Schnappverbindungen. Die ultimative Zugfestigkeit und Biegefestigkeit von Tough 1500 Resin übertreffen tatsächlich herkömmliche spritzgegossene Polypropylenmaterialien, obwohl die Bruchdehnung deutlich geringer ist. 

SLS 3D-gedruckte Nylonmaterialien, wie diese mit Formlabs Nylon 11 Powder gedruckten Teile, sind chemisch mit spritzgegossenen Polyamiden identisch. Es gibt kein direktes „Nylon“-Harz für SLA-3D-Drucker, aber Tough 1000 Resin kann Nylon 6 ersetzen, Tough 1500 Resin kann Nylon 12 ersetzen und Rigid 10K Resin kann glasfaserverstärktes Nylon ersetzen.

Polyamide, allgemein als Nylons bezeichnet, sind stark und steif, ohne spröde zu sein – sie können „zurückschnappen“ und weisen eine ausgezeichnete Wärme- und Ermüdungsbeständigkeit auf. Polyamide (Nylons) gibt es in verschiedenen Strukturen. Sie werden typischerweise durch Zahlen identifiziert, die sich auf die Anzahl der Kohlenstoffatome in ihren Ausgangsbausteinen (Monomeren) beziehen. Beispielsweise besteht Nylon 6 aus einem 6-Kohlenstoff-Baustein, während Nylon 12 aus einem 12-Kohlenstoff-Baustein besteht.

Das beste Formlabs-Material als Ersatz für massenproduziertes Nylon ist natürlich 3D-gedrucktes SLS-Nylon – ein Allzweckmaterial wie Nylon 12 Powder, das sich hervorragend für starke, langlebige Teile eignet, oder ein spezielleres, leistungsorientierteres Material wie Nylon 11 Powder. Darüber hinaus gibt es auch sehr spezielle Nylon-Verbundwerkstoffe, wie Nylon 11 CF Powder für extrem steife Teile. 

Wenn jedoch 3D-gedrucktes SLS-Nylon keine Option ist und Sie ein SLA-Harzmaterial von Formlabs benötigen, hängt der beste Ersatz für ein Polyamid von der Materialeigenschaft ab, die Ihnen am wichtigsten ist. Polyamide können eine Reihe herausragender mechanischer Eigenschaften aufweisen. Entscheiden Sie also, ob Sie die Steifigkeit, Haltbarkeit oder Schlagfestigkeit von Nylon am meisten wünschen. Für die Steifigkeit oder als Ersatz für gefülltes Nylon oder Verbundnylon ist möglicherweise Rigid 10K Resin das beste Material, das extrem steif und dicht ist. Wenn Sie mehr an der Flexibilität und Ermüdungsbeständigkeit von Nylon 12 interessiert sind, ist Tough 1500 Resin die beste Option für ein vergleichbares Harz. Für ein „rutschigeres“ Nylon-6-Material ist Tough 1000 Resin die beste Wahl.

Dieses Fertigungshilfsmittel bzw. Produktionsverbrauchsmaterial wird von Eaton am Standort Olean, New York, entwickelt und verwendet, um Teile durch das Single-Piece-Flow-Fertigungssystem zu transportieren. Ursprünglich aus Delrin (links) gefertigt, wird es jetzt auf dem SLS-3D-Drucker der Fuse-Serie in Nylon 12 Powder 3D-gedruckt. 

Polyoxymethylen (POM), auch bekannt als Acetal oder unter seinem Handelsnamen Delrin®, ist aufgrund seiner hohen Steifigkeit, geringen Reibung und hervorragenden Dimensionsstabilität in Fertigungsszenarien als maschinell bearbeitbarer Kunststoff äußerst beliebt. Da es sich nicht verbiegt, dehnt oder Feuchtigkeit aufnimmt, ist es besonders in Fabrikumgebungen für Produktionsverbrauchsmaterialien oder Fertigungshilfsmittel beliebt. 

Delrin hat die Duktilität von PP und die Steifigkeit von ABS, sodass je nach Anwendungsfall entweder Tough 1000 Resin oder Tough 2000 Resin geeignet sein könnte. Bei der Herstellung von Produktionshilfsmitteln in größeren Mengen, wie bei Eaton, kann der Ersatz von Delrin-Produktionsverbrauchsmaterialien durch 3D-gedrucktes SLS-Nylon-12-Pulver Materialkosten und Arbeitszeit reduzieren – und gleichzeitig die gleiche Steifigkeit und Haltbarkeit der ursprünglichen Delrin-Teile erreichen. 

Es gibt keine Harze, die chemisch genau mit spritzgegossenem TPU identisch sind, aber es gibt FDM-Filamente und SLS-Pulver, wie diese beiden 3D-gedruckten SLS-TPU-90A-Pulverdichtungen, die mit dem Print Settings Editor mit unterschiedlichen Härtegraden auf der Fuse-Serie gedruckt wurden. 

Thermoplastisches Polyurethan oder TPU ist ein flexibles Elastomer mit ausgezeichneter Haltbarkeit, Chemikalienbeständigkeit und Abriebfestigkeit. Es wird für vibrationsdämpfende Anwendungen, Schuhe und viele Teile verwendet, die sich biegen und zurückfedern oder Stöße absorbieren müssen. TPU kann mit einer Reihe von Shore-Härten hergestellt werden, die das Endprodukt mehr oder weniger steif machen, von weich 50A bis härter 90A+. 

Während Formlabs über ein TPU-Material für die SLS Fuse-Serie (TPU 90A-Pulver) verfügt, gibt es keine Harzformulierung für TPU. Sie können jedoch massenhaft hergestelltes TPU durch Harzteile ersetzen, die mit elastischem 50A-Harz für weichere Härtegrade und flexiblem 80A-Harz für etwas härtere Härtegrade gedruckt werden. 

Rigid 10K Resin kann PEEK in Situationen ersetzen, in denen Sie ein extrem steifes, starkes und steifes Material suchen. Viele Formlabs-Benutzer verlassen sich bei der Herstellung von 3D-Druck-Spritzgusswerkzeugen auf Rigid 10K Resin, das in industriellen Spritzgussmaschinen für Tausende von Schüssen verwendet werden kann. 

Polyetheretherketon oder PEEK ist ein industrieller Hochleistungskunststoff, der als Ersatz für Metall in Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Medizin- und Versorgungsanwendungen verwendet werden kann. Es ist nicht möglich, PEEK durch nur ein 3D-Druckmaterial zu ersetzen – es ist zu umfassend für verschiedene Eigenschaften geeignet. Ein strukturell anderes, aber verwandtes Material namens PEKK ist einfacher zu verarbeiten und weist viele der extremen Eigenschaften von PEEK auf.

Wenn Sie jedoch auf die Steifigkeit von PEEK Wert legen und auf einen Teil seiner Schlagfestigkeit verzichten können, ist Rigid 10K Resin geeignet. Wenn Sie die hohe Hitzebeständigkeit von PEEK benötigen, ist High Temp Resin die beste Wahl. Und wenn Sie die Biokompatibilität von PEEK benötigen, ist das Sortiment an biokompatiblen Harzen von Formlabs ideal, wie zum Beispiel BioMed Clear Resin, BioMed White Resin oder BioMed Black Resin. 

Industriekunststoffe wie ABS, PEEK und Polypropylen werden in absehbarer Zeit nicht vollständig durch 3D-gedruckte Materialien ersetzt – es ist zu kosteneffektiv und effizient, sie durch Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen und andere Massenproduktionsverfahren herzustellen. 

Da 3D-Drucker und -Materialien jedoch immer fortschrittlicher und technisch leistungsfähiger werden, können 3D-gedruckte Teile herkömmliche Industriekunststoffe in vielen Endanwendungsszenarien ersetzen, von Konsumgütern bis hin zu Fertigungshilfsmitteln und funktionalen Prototypen. 

Formlabs-Harze sind in vielen Situationen ein guter Ersatz für diese gängigen Materialien. Sie wurden speziell entwickelt und gründlich getestet, um sicherzustellen, dass sie die erforderliche Leistung erbringen. 

Um sich selbst davon zu überzeugen, fordern Sie ein kostenloses 3D-gedrucktes Muster an. Oder kontaktieren Sie unser Team, um Ihre spezielle Anwendung zu besprechen und ein individuelles Muster einer Ihrer Dateien zu erhalten.