3D-Drucker-Material | von Kunststoff bis Metall
Die Filamente und Materialien für den 3D-Druck entwickeln sich stetig weiter. Der aktuelle Entwicklungsstand zeigt eine zunehmende Vielfalt und höhere Leistungsfähigkeit an 3D Drucker Materialien, die nicht zuletzt den oft robusten Anforderungen in der Industrie gerecht werden. Neben der Nachhaltigkeit müssen die Bauteile auch immer hochleistungsfähiger sein. In diesem Artikel erfahren Sie, was es alles gibt und wo die Reise hingeht.
3D-Drucker-Material 2026 – Das Wichtigste in Kürze
Zu den am häufigsten verwendeten Materialien für den 3D Drucker zählen ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PLA (Polymilchsäure) und PETG (Polyethylenterephthalat). ABS ist ein robustes und schlagfestes Material, PLA ist ein biologisch abbaubarer Werkstoff und PETG ist stärker und widerstandsfähiger als PLA.
Im Vergleich zu diesen traditionellen Optionen haben neue Materialien den Markt betreten. Ein Beispiel ist Nylon, das eine hohe Festigkeit, Flexibilität und Schlagzähigkeit bietet. Flexible Filamente wie TPU (Thermoplastisches Polyurethan) ermöglichen es, elastische Teile herzustellen, während Holz- und Metallfilamente dem gedruckten Objekt eine natürliche Optik bzw. metallische Eigenschaften verleiht. Weiterhin gibt es Verbundwerkstoffe wie Kohlefaserfilamente, die eine hohe Steifigkeit und Festigkeit aufweisen.
Ein zukünftiger Trend liegt in der Entwicklung umweltfreundlicher Optionen. Biologisch abbaubare Filamente wie PLA und PHA (Polyhydroxyalkanoate) werden beliebter, weil sie eine nachhaltigere Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen bieten. Ein weiterer vielversprechender Trend sind fortschrittliche Materialien, die den Druck komplexer Strukturen ermöglichen. Beispielsweise gibt es TPU-Filamente mit einer höheren Shore-Härte, die den Druck von technischen Elastomeren und industriellen Komponenten ermöglichen.
Neue 3D Druck Filamente und Materialien
Welche Neuheiten es am Markt gibt, präsentieren wir ihnen nachfolgend:
Recycling von Kunststoff im 3D-Druck
13.11.2024 | Voxeljet, Dressler, und Fraunhofer IPA haben eine Materialstudie abgeschlossen, die das Recycling von PA12-Abfallpulver aus laserbasierten 3D-Drucksystemen untersucht. Dabei wurde das Abfallpulver von selektiven Lasersinteranlagen durch Dressler rekonditioniert und anschließend auf einem VX200 HSS 3D-Drucker von Voxeljet verarbeitet.
SLS-Druckmaterial mit 110 °C Temperaturbeständigkeit
30.01.2024 | Igus bringt das erste 3D-Druckmaterial für Polymer-Bauteile mit einer Temperaturbeständigkeit von bis zu 110°C auf den Markt. Das neue pulverförmige Material Iglidur i230 hält einer langzeitige Anwendung unter den hohen Temperaturen stand.
3D-Druck Resin erhöht Lebensdauer signifikant
21.07.2023 | Igus stellt mit Iglidur i3000 das weltweit erste 3D-Druck-Resin für DLP-3D-Drucke von Verschleißteilen vor. Nach der Aushärtung senkt sich die Bauplattform um eine Schichtstärke ab, damit die nächste Belichtung erfolgen kann. Schicht für Schicht entstehen so winzige Bauteile
Erstes Elastomer für 3D-Drucker der Fuse-Serie
14.07.2023 | Mit dem neuen TPU 90A Powder für die Fuse Serie von Formlabs lassen sich belastbare, hautverträgliche und erschwingliche Komponenten für die Medizintechnik, Fertigung, Maschinenbau und Konsumgüterindustrie in der SLS-3D-Druck Fuse Serie des Herstellers drucken. Die Teile erlangen eine hohe Reißfestigkeit und Dehnbarkeit.
Anwender können mit TPU 90A unabhängig funktionsfähige Teile betriebsintern produzieren. Sie genießen dabei Gestaltungsfreiheit und einen nahtlosen Arbeitsablauf innerhalb des SLS-3D-Druck-Ecosystems. Das Material schließt die Lücke zwischen den einzelnen Fertigungsstufen, indem voll funktionsfähige Prototypen, Werkzeuge und Endverbrauchsteile herstellbar werden. Und das Pulver eignet sich für die Herstellung von Soft-Touch-Komponenten für Greifarme, Polsterungen und Dämpfer.
Es ist hautverträglich und eignet sich für medizinische Anwendungen wie Prothesen, Orthesen und andere patientenspezifische Vorrichtungen, die ein individuelles Design erfordern. Teile aus dem weichen, biegsamen TPU 90A bieten einen hohen Komfort für die optimale Gesundheitsversorgung und einen vereinfachten Herstellungsprozess von Medizinprodukten. „Wir bei Formlabs möchten unsere Kunden in die Lage versetzen, dass sie von medizinischen Komponenten bis zu Wearables wirklich alles herstellen können“, sagt Dávid Lakatos, Chief Product Officer bei Formlabs. „Wir sind stolz darauf, dass TPU 90A Powder branchenübergreifend die Möglichkeiten für den 3D-Druck erweitert. Mit dem Material können AnwenderInnen flexible, hautverträgliche Teile produzieren, die auf ihre individuellen Bedarfe zugeschnitten sind.“
Vorteile des TPU 90A Powders
- hohe Reißfestigkeit und Bruchdehnung 110 bis 310 %
- niedrige Kosten pro Teil für die Kleinserienproduktion
- Hautverträglichkeit für den Druck von medizinischen Wearables und Geräten
- reduzierter Abfall und höhere Effizienz mit Neuzuführungsrate 20 %.
Extrem festes 3D-Druck Filament mit Faserverstärkung
15.08.2022 | Das neue Igus 3D Druck Filament Igumid P190 ermöglicht durch eine Kohlefaserverstärkung einen extrem steifen und festen 3D Druck. Es eignet sich für Strukturbauteile und Sonderanschlusselemente an Energieketten sowie den 2-Komponenten 3D-Druck in Kombination mit Iglidur i190.
Thermoplastisches Polyimid für Hochtemperatureinsatz
01.09.2021 | Das thermoplastische Polyimid Aurum ist ein hoch hitzebeständiger Super-Engineering Kunststoff mit hoher Produktionseffizienz im Spritzgussbereich. Der thermische Kunststoff stellt die konventionelle Meinung infrage, dass Polyimid zwar sehr leistungsfähig, aber nur schwer zu verarbeiten ist.
Iglidur I190 schlägt POM und Nylon
22.02.2021 | In einem Test hat der Iglidur I190 von Igus seine Langlebigkeit unter Beweis gestellt. Ein 3D-gedrucktes Iglidur I190 Gleitlager trat gegen additiv gefertigte Lager aus ABS und Polyamid sowie gedrehte und gespritzte Lager aus POM und Nylon an. Im Ergebnis war das gedruckte Igus Lager bis zu 50 fach abriebfester als die Lager aus Standardkunststoff.
Filamente nach EU-Verordnung und FDA
07.09.2021 | Beim Manufacturing der Großformatteile aus dem 3D Drucker setzt Igus insbesondere auf die Tribofilamente Iglidur I150 und die optisch detektierbare blaue Variante Iglidur I151. Die Kunststoffe sind nach der EU-Verordnung 10/2011 für die Lebensmittelindustrie zertifiziert, zusätzlich ist Iglidur I151 auch FDA-konform.
Photopolymer für industrielle 3D-Druck Anwendungen
04.05.2021 | Evonik hat zwei Photopolymere für industrielle 3D-Anwendungen mit dem Markennamen Infinamt TI 3100 L und Infinam ST 6100 L entwickelt. Die beiden ready-to-use materials bilden den Beginn einer neuen Kunst Harz Produktlinie. Jedes Polymer eignet sich für den Einsatz in den gängigen Photopolymer 3D-Druck Verfahren wie SLA oder DLP.
„Wir steigen mit der neuen Produktlinie in den marktrelevanten Photopolymer Technologiestrang ein und stärken so langfristig unsere Marktposition als Materialexperten für alle wichtigen Polymer basierten 3D-Drucker Technologien“, sagt Dr. Dominic Störkle, Leiter Additive Manufacturing bei Evonik. „Mit den neuen ready-to-use Formulierungen setzen wir zudem unsere Material Offensive weiter fort und treiben den 3D-Druck als großindustrielle Herstellung entlang der gesamten Wertschöpfungskette voran.“
Photopolymer für mechanische Einwirkungen
Das erste Hochleistungsmaterial aus der Photopolymer Produktfamilie führt zu schlagfesten und zugleich zähen Bauteilen aus dem 3D-Drucker. Die Kombination der Eigenschaften qualifiziert Infinam TI 3100 L zu einem neuen Standard für die additive Fertigung mittels Photopolymer 3D-Druck Verfahren wie DLP und SLA . Der an gedruckten Bauteilen gemessene Schlagzähigkeitswert liegt bei 30 J/m3 bei einer gleichzeitig hohen Bruchdehnung von 120 %.
Der neue Werkstoff kann somit starken schlagartigen oder dauerhaften mechanischen Einwirkungen wie Pressen oder Stößen sehr gut standhalten. Die Bandbreite möglicher Anwendungen erstreckt sich von Bauteilen für die Industrie, Automobilbau und Konsumgütern, welche neben designfreien Formen starke mechanische Belastungen in der Objektnutzung voraussetzen.
Photopolymer für hohe Temperaturen
Das Photopolymer Infinam ST 6100 L fällt unter die Kategorie hochfester Kunst Harz. Mit einer Zugfestigkeit von 89 MPa, einer Biegespannung von 145 MPa und einer HDT von 120 °C füllt es die Materiallücke bei den ultra-hochfesten Photopolymeren. Daher eignet sich dieser Werkstoff für Anwendungen, die eine hohe Temperaturbeständigkeit kombiniert mit hoher mechanischer Festigkeit erfordern.
„Mit Infinam TI 3100 L und ST 6100 L Photopolymere bringen wir unsere ersten Photopolymer Materialien für die additive Herstellung zur Marktreife. Dabei greifen wir auf das enorme Chemiewissen unserer Forscher in der Entwicklung von ready-to-use Formulierungen zurück. Auf dieser Grundlage können wir dem Markt einzigartige Produkte mit exzellenten Eigenschaften anbieten und unseren Kunden dabei helfen, neue Anwendungsbereiche zu erobern“, sagt Dr. Rainer Hahn, Marktsegmentleiter Photopolymers bei Evonik.
Hochtemperatur Polyamid Luvocom 3F PA für den 3D-Druck
07.07.2020 | Das Hochtemperatur Polyamid Luvocom 3F PA wurde speziell für den extrusionsbasierten 3D-Druck wie FFF konzipiert. Das Filament von Lehvoss zeigt eine optimierte Verdruckbarkeit und zu PA 6 vergleichbare mechanische Eigenschaften bei gleichzeitig reduzierter Wasseraufnahme und höherer Temperaturbeständigkeit.
Das flammbeständige Luvocom 3F PA KK 50056 BK FR hat außergewöhnliche Eigenschaften. Eine keramische Additivierung erhöht die thermische Stabilität, ohne die Verarbeitung negativ zu beeinflussen. Mit halogenfreier Flammschutzausrüstung wird UL-94 V0 für Wandstärken ≥0,4 mm erreicht – und zwar mit 3D-gedruckten Prüfstäben. Als 3D-Drucker für die Prüstäbe kam der Ultimaker S5 in Verbindung mit einem CC 0.6 Drucker zum Einsatz. Das entsprechende Druckprofil gibt es auf dem Cura Marketplace für den Ultimaker S5 und bald auch für den Ultimaker S3. Material und Filament ist auch auf anderen Druckern anwendbar.
Durch seine elektrischen Isolationseigenschaften eignet sich das Material für Anwendungen in Elektrik und Elektronik und überall dort, wo es auf Flammbeständigkeit ankommt. Das Material erfordert keine beheizte Druckkammer. Bauteile können verzugsfrei gedruckt werden. Als Stützmaterialien sind HIPS und PVOH verwendbar.
Flüssigmaterialien für industrielles Liquid Additive Manufacturing
10.03.2020 | Für das Liquid Additive Manufacturing bietet Delo mit der Weiterentwicklung seiner Flüssig Werkstoffe neue Möglichkeiten. Diese Hochleistungsmaterialien sind transparent oder flexibel und lassen sich in einem Druckvorgang miteinander kombinieren. Zudem haften sie zuverlässig und haben isotrope Festigkeiten in alle Druckrichtungen. Besonders eignen sich die Flüssigmaterialien für den 3D-Druck in Anwendungen für Automotive und Mikroelektronik. Delo hat diese Hochleistungsmaterialien speziell für den industriellen 3D-Druck weiterentwickelt. Diese lichthärtenden Epoxidharze sind maßgeschneidert und werden auf Basis eines breiten Produktportfolios zur Verfügung gestellt.
Gute Kombinierbarkeit der Flüssigmaterialien
Aufgrund der ähnlichen chemischen Basis lassen sich die funktionalen Flüssigmaterialien für das Liquid Additive Manufacturing sehr gut miteinander kombinieren und zeigen eine gute Haftung zueinander. Damit eignen sie sich optimal für den Materialmix. So können etwa harte und flexible Materialien in einem Druckvorgang verwendet werden. In den 3D-Drucker werden dazu mehrere Dosierköpfe verbaut, die nach definierten Parametern die jeweiligen Flüssigmaterialien aufbringen. Je nach Dosierequipment sind Strukturen mit Wandstärken von unter 500 µm möglich. Für komplexe Strukturen mit Überhängen oder Hinterschneidungen können Anwender ein wasserlösliches Stützmaterial verwenden.
Das Dosieren der funktionalen Materialien findet bei Raumtemperatur statt. Daher ist kein Aufwärmen des Materials oder Bauraums notwendig. Die Aushärtung erfolgt mittels UV-Licht, wobei wenige Sekunden bis zum Erreichen der Endfestigkeit ausreichen. Dies sorgt für einen einfachen Prozess sowie für Energieeinsparungen.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Bieglo, Delo, Evonik, Formlabs, Igus, Lehmann & Voss, Voxeljet.
