Zu den erfolgreichsten DIY-3D-Druckern gehört der Prusa i3 MK2, der Open-Source ist und genau aus diesem Grund immer wieder kopiert wird. Aber auch das aktuelle Flaggschiff Prusa i3 MK3s erfreut sich durch zahlreiche Features wachsender Beliebtheit. Prusa Research betreibt zusätzlich eine eigene Produktionslinie für die Herstellung von Filament und bringt seine langejahre Erfahrung ein. Neben Standard-Filamentsorten wie PLA oder ABS bietet der Hersteller seit neustem auch ein PC-Blend-Filament an. Damit macht Prusa Research einen großen Schritt in Richtung Kunststoffe für industrielle Anwendungen. Neben der Überwachung von Strangdurchmesser, Farbkonsistenz und mechanische Eigenschaften, setzt man hier auf eine Herstellungsgenauigkeit von 0.02mm statt den üblichen 0.05mm Toleranzabweichung. Das Prusament-Filament kann mit den im Slicer voreingestellten Filamentprofilen direkt verarbeitet werden, ohne vorher Optimierungsarbeiten durchzuführen. Für die uns vorliegenden Materialien haben wir entsprechende Einsatzzwecke ausgewählt und passende Objekte gedruckt. 

Eines unserer Highlights ist das selbstgedrucktes PiKon Teleskop, für das wir unter anderem eine Rollei-Tripod-Halterung, Teleskopschellen sowie eine Handyhalterung für eine optimale Sternenhimmel-Navigation mit dem Prusament ASA gedruckt haben. Aber auch das PC Blend bietet viele Einsatzmöglichkeiten wie z.B. für Extruderbauteile.

Prusament ASA Prusa Galaxy

Überblick

Das Prusament ASA (Acryl-Styrol-Acrylnitrit) bietet eine sehr hohe Schlagzähigkeit, Robustheit, Beständigkeit gegenüber Ölen, Fetten und hohen Temperaturen. Obwohl ASA kaum von ABS-Material zu unterscheiden ist, weißt es eine UV-Strahlungs- und Witterungsbeständigkeit auf. Aufgrund seiner Vielseitigkeit ist der Anschaffungspreis von ASA gegenüber ABS etwas höher. ASA ist im Gegensatz zu ABS farblich etwas matter. ASA lässt sich sowohl lackieren als auch kleben. Es bieten sich Kleber auf Epoxidharz-, Polyester-, Isocyanat- oder Nitrilphenol-Basis an.

Druckbarkeit

Das ASA Galaxy Black von Prusament ist qualitativ hochwertig verarbeitet und auf einer sehr schönen Spule mit einem Honey-Comb-Style akkurat gewickelt. Das Material  kann ab einer Drucktemperatur von 250-270 °C sehr gut verarbeitet werden und liefert ein sauberes und gleichmäßiges Druckbild. Stringing und Blobs sind keine vorhanden.

Aufgrund seiner thermischen Eigenschaften neigt ASA zu Warping. Ein geschlossener Bauraum und eine beheizte Druckplatte werden deshalb ausdrücklich empfohlen. Ein Haftmittel in Form eines Klebestifftes oder Sprays minimiert ebenfalls das Risiko von Warping. Grundsätzlich sollte mit ausgeschalteten Bauteillüfter gedruckt werden, um Warping zu vermeiden. Zwar wird das Warping auch durch Parameter wie Füllmenge, Konturen und Umgebungstemperatur beeinflusst, durch den Bauteillüfter entstehen jedoch zu große Temperaturunterschiede zwischen Druckbett und Druckdüse. Das Material beinnt dann sich zu verziehen, was eine geringe Druckbetthaftung oder nicht auseinandergebrochene Schichten zur Folge hat. Wenn jedoch kleinere Objekte ohne Bauteilkühlung verarbeitet werden, sollten mehrere Modelle gleichzeitig gedruckt werden, um den einzelnen Schichten genug Zeit zum Abkühlen zu geben.

Drucktipps-Zusammenfassung für ABS

• Umgebungstemperatur konstant halten; Luftzug vermeiden
• Konturen und Füllung möglichst gering halten
• Einhausung verwenden
• Umrandung (Skirt) verwenden, die genauso hoch ist wie das Objekt selbst
• Rand (Brim) verwenden (mindestens 5mm)
• Druckbetttemperatur erhöhen (100 ± 10°C)
• Überhänge ohne Hinzuschalten des Bauteillüfters bei entsprechender Düsentemperatur möglich

Typische Anwendungen

Für den Außenbereich eignet sich ASA hervorragend und wird deshalb auch häufig für Objekte wie Gartenzubehör und mehr genutzt. Um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten zu demonstrieren, haben wir mit dem ASA Galaxy Black verschiedene Objekte gedruckt, darunter auch einige Modifikationen für das DIY-Teleskop PiKon.

Das PiKon-Teleskop dient als Inspiration für Maker, die ihre Ideen in das Projekt einbringen und es mit neuen Modifikationen ausstatten. Das ursprüngliche Teleskop basiert auf einen Raspberry Pi 2 mit einer Raspi-Kamera. Der Tubus besteht aus einem einfachen Lüftungsschacht. Bis auf ein paar Kleinteile sind alle weiteren Komponenten mit dem 3D-Drucker erstellt worden. Das Teleskop haben wir im Rahmen einer anderen Berichtserstattung aufgebaut. Es bietet jedoch viele Modifikationsmöglichkeiten wie eine Halterung für ein Rollei -Tripod oder eine Smartphonehalterung, um Objekte am Sternenhimmel mittels einer App wie Stellarium einfacher aufzufinden.

Desweiteren wurde damit ein Griff für die manuelle Nachführung gedruckt. 

Das PiKon Teleskop basiert auf dem einfachen Design des Newton-Teleskops, das sich aufgrund der einfachen und effizienten Bauweise vor allem an Einsteiger richtet. Im Tubus ist ein konkaver 114mm-Spiegel verbaut, hinter dem statt einem Fangspiegel eine Raspberry Pi Kamera bzw. der Sensor sitzt. Mit einer 160-fachen Vergrößerung kann das PiKon an wolkenlosen Nächten Bilder von Objekten wie Mond, Saturn, Jupiter, Mars und sogar Galaxien und Sternenhaufen machen. Um die Kosten möglichst gering zu halten, verzichtet das DIY-Projekt bewusst auf ein Okular. Neben den selbstgedruckten Teilen werden außerdem ein konkaver Spiegel, ein Raspberry Pi, ein Kameramodul und einige Kleinteile benötigt. Alle dafür benötigten Teile können über den Pikon-Onlineshop bezogen werden.

Unser modifiziertes PiKon Teleskop setzt auf einen Raspberry Pi 4 und auf die neue Raspberry Pi HQ Kamera mit 12,3 Megapixel Sony IMX477 Sensor. Diese Kamera wird im Bereich der Astrofotografie immer beliebter. Während der Sensorbildbereich bei der Raspberry Pi Camera V2 3.68 x 2.76 mm (4.6 mm diagonal) beträgt, ist der Bildbereich bei der Raspberry Pi HQ Kamera mit 6.287mm x 4.712 mm (7.9mm diagonal) doppelt so groß. Dadurch halbiert sich zwar die Vergrößerung des PiKon Teleskops, erhält gleichzeitig aber auch eine wesentlich detailliertere Abbildung der Objekte.

Untenstehende Bilder und Videos zeigen den Mond, den Saturn, den Mars und den Jupiter während einer bewölkten Nacht.

Mit dem Material lassen sich aber auch Komponenten für 3D-Drucker herstellen wie Gehäuse für Steuerplatinen oder LCD-Display-Gehäuse.

Der Beitrag Prusament PLA, ASA und PC-Blend im Test erschien zuerst auf PCPointer.de.

Das Portfolio von Fillamentum umfasst verschiedene Kunstofftypen in diversen Farben, die für jedes nur erdenkliche Projekte geeignet sind. Diesmal möchten wir unseren Lesern jedoch nicht nur einfache Objekte präsentieren, sondern zur Abwechlung auch mal etwas spannendes. Als Highlight werden wir ein 3D-gedrucktes Teleskop vorstellen, das wir mit dem ABS- und ASA von Fillamentum gedruckt haben. Das sogenannte PiKon-Teleskop kostet weniger als 100 EUR und basiert auf dem simplen Design des Newton-Teleskops.

Fillamentum ASA Extrafill

Überblick

ASA (Acryl-Styrol-Acrylnitrit) von Fillamentum punktet vor allem mit Vorteilen wie Schlagzähigkeit, Robustheit, Beständigkeit gegenüber Olen, Fetten und hohen Temperaturen. ASA ist auf den ersten Blick kaum von ABS-Material zu unterscheidet. Seine UV-Strahlungs- und Witterungsbeständigkeit machen es jedoch vielseitiger als ABS. Aus diesem Grund ist der Preis von ASA auch etwas höher angesetzt als bei ABS-Filament. Aber auchfarblich gesehen gibt es Unterschiede, denn ASA ist etwas matter als ABS. Ein weiterer Vorteil von ASA ist, dass der Kunststoff erst ab etwa 450°C selbstentzündlich ist. ASA lässt sich übrigens auch kleben. Es bieten sich Kleber auf Epoxidharz-, Polyester-, Isocyanat- oder Nitrilphenol-Basis an.

Druckbarkeit

Das ASA Extrafill von Fillamentum ist qualitativ hochwertig verarbeitet und auf einer transparenten Spule sauber gewickelt. Das Material lässt sich bei einer Drucktemperatur von 250-270 °C ausgezeichnet verarbeiten und liefert ein sauberes und gleichmäßiges Druckbild. Stringing und Blobs gibt es nicht.

ASA neigt aufgrund seiner thermischen Eigenschaften zu Warping. Deshalb werden ein geschlossener Bauraum und eine beheizte Druckplatte empfohlen. Ein Haftmittel in Form eines Klebestifftes oder Sprays minimiert ebenfalls das Risiko von Warping. Warping kann außerdem vermieden werden, indem der Bauteillüfter ausgeschaltet wird. Wenn jedoch kleinere Objekte ohne Bauteilkühlung verarbeitet werden, sollten mehrere Modelle gleichzeitig gedruckt werden, um den einzelnen Schichten genug Zeit zum Abkühlen zu geben.

Drucktipps-Zusammenfassung für ASA

• Umgebungstemperatur konstant halten; Luftzug vermeiden
• Konturen und Füllung möglichst gering halten
• Einhausung verwenden
• Umrandung (Skirt) verwenden, die genauso hoch ist wie das Objekt selbst
• Rand (Brim) verwenden (mindestens 5mm)
• Druckbetttemperatur erhöhen (100 ± 10°C)
• Überhänge ohne Hinzuschalten des Bauteillüfters bei entsprechender Düsentemperatur möglich

Typische Anwendungen

ASA eignet sich vor allem für den Außenbereich und wird deshalb auch häufig für Objekte wie Vogelhäuser, Gartenzubehör und mehr genutzt. Um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten zu demonstrieren, haben wir mit dem ASA Extrafill verschiedene Objekte gedruckt.

PiKon – DIY Teleskop basierend auf Raspberry Pi 4

Aufgrund seiner Eigenschaften wird ASA-Filament aber auch für Hobby-Maker immer interessanter. Damit lassen sich sehr schöne DIY-Projekte wie beispielsweise der Bau eines Teleskops realisieren. Das PiKon-Teleskop soll Maker dazu animieren, ihre Ideen in das Projekt einzubringen. Das Teleskop selbst basiert auf einen Raspberry Pi 2 mit einer Raspi-Kamera und einem Lüftungsschacht, der als Tubus verwendet wird. Bis auf ein paar Kleinteile sind alle weiteren Komponenten sebstgedruckt. Das ASA Extrafill eignet sich für dieses Projekt ausgezeichnet und lieferte in unserem Test eine erstklassige Qualität.

Das PiKon Teleskop basiert auf einem simplen Design des Newton-Teleskops, das sich vor allem an Einsteiger richtet. Am Tubusende wird ein konkaver 114mm-Spiegel mit einer Brennweite von 500mm verbaut, der das Licht einfängt. Am Tubuseingang sitzt eine Raspberry Pi Kamera bzw. der Sensor, um das Abbild auf einem Bildschirm zu übertragen. Mit einer 160-fachen Vergrößerung kann das PiKon in wolkenlosen Nächten Bilder von Objekten wie Mond, Saturn, Jupiter, Mars und sogar Galaxien und Sternenhaufen machen. Das DIY-Projekt verzichtet hierbei bewusst auf ein Okular, um die Kosten so niedrig wie möglich zu halten. Neben den selbstgedruckten Teilen werden außerdem ein konkaver Spiegel, ein Raspberry Pi, ein Kameramodul und einige Kleinteile benötigt. Alle dafür benötigten Komponenten können über den Pikon-Onlineshop bestellt werden.

Unser PiKon Teleskop wurde mit dem Raspberry Pi 4 ausgestattet. Darüber hinaus haben wir uns für die neue Raspberry Pi HQ Kamera mit 12,3 Megapixel Sony IMX477 Sensor entschieden. Während der Sensorbildbereich bei der Raspberry Pi Kamera V2 satte 3.68 x 2.76 mm (4.6 mm diagonal) beträgt, ist der Bildbereich bei der Raspberry Pi HQ Kamera mit 6.287mm x 4.712 mm (7.9mm diagonal) doppelt so groß. Dadurch halbiert sich zwar die Vergrößerung des PiKon Teleskops, liefert gleichzeitig aber auch eine wesentlich detailliertere Abbildung der Objekte. Der Raspberry Pi 4 wird mit dem Raspberry Pi OS betrieben und mittels Teamviewer von einem anderen Rechner aus gesteuert.Wer auf eine kabelgebundene Stromversorgung verzichten möchte, um beispielsweise mobil zu bleiben, kann den Raspberry Pi 4 auch mit einer Powerbank (Ausgangsspannung: 5V und mindestens 2A) betreiben.

Auf der Suche nach neuen Objekten am Sternenhimmel wird das aktuelle Kamerabild zunächst im internen Netz gestreamt. Mittels Smartphone kann somit nach neuen Objekten Ausschau gehalten werden. Wurde ein Objekt aufgefunden und fokusiert, kann der Stream mittels Teamviewer oder auch SSH beendet werden, ein Bild oder ein Video mit folgenden Befehlen aufzuzeichnen:

raspistill -o testautoss1000.jpg -t 300 -hf -q 100 -ss 1000000 -ISO 800

oder

raspivid -o vidmeinPlanet.h264 -t 50000 -hf

Mit der Option -hf wird das Bild horizontal gespiegelt. Mit dem Argument -t wird die Dauer in Millisekunden angegeben, wobei diese bei einem Bild der Preview-Time entspricht und bei einem Video der Dauer. Die Bilder und Videos werden in unterschiedlichen Standard-Auflösungen aufgezeichnet. Mit -ss (Shutter Speed) wird die Belichtungszeit angegeben, wobei die Kamera nach einem Firmware-Update Zeiten von bis zu 200000000 Mikrosekunden (=200s) unterstützt. In unserem Beispiel beträgt die Belichtungszeit 20000ms, was 1/50 entspricht. Bei Astrofotografie mit einem Teleskop ohne Nachführung sollte die Belichtungszeit niemals mehr als ~500/Brennweite betragen. Bei einer Brennweite von 500mm entspricht das einer Belichtungszeit von maximal 1s (1000ms). Die Belichtsungszeit kann übrigens auch für Videos verwendet werden. Zu kurze Belichtungszeiten können jedoch zu dunklen Planetenbildern führen. Hier empfiehlt es sich eventuell auch mit dem ISO-Wert zu experimentieren und eine gute Kombination aus beiden zu finden. Der ISO-Wert ist ebenfalls optional und muss nicht angegeben werden.

Vor der ersten Beobachtung sollte ein Objekt wie beispielsweise eine Straßenlaterne anvisiert werden, um den groben Fokus einzustellen (Abstand von Kamera zu Hauptspiegel). Ansonsten werden die Objekte wie Saturn oder Jupiter auf dem Bildschirm nicht sichtbar sein. Der Kamerabstand ist nämlich keine Vergrößerung oder Verkleinerung, sondern der Fokus.

Übrigens verfügt die Rapsberry Pi HQ Kamera über eine Funktion, die auf dem Sensor als „Defekt“ detektierte Pixel entfernt. Das Feature nennt sich „on-sensor defective pixel correction (DPC)“ und könnte dazu führen, dass bei Aufnahmen sehr kleine Sterne als defekte Pixel erkannt werden und somit garnicht erst sichtbar sind. Die Funktion lässt sich mit folgendem Befehl deaktivieren:

sudo vcdbg set imx477_dpc <value>

where <value> can be one of:
0 – All DPC disabled.
1 – Enable mapped on-sensor DPC.
2 – Enable dynamic on-sensor DPC.
3 – Enable mapped and dynamic on-sensor DPC.

Untenstehende Bilder und Videos zeigen den Mond, den Saturn, den Mars und den Jupiter während einer bewölkten Nacht. Auch Sterne konnten wir aufzeichnen, können aber aufgrund mangelnder Einarbeitung noch nicht viel dazu sagen. Während der Aufnahmen befand sich das Teleskop im Inneren eines Gebäudes hinter einer Fensterscheibe, was an sich absolut nicht zu empfehlen ist. Momentan sind gute Aufnahmen von Jupiter und Saturn aufgrund des tiefen Stands am Himmel schwierig und durch eine Glasscheibe hindurch macht das Bild nicht besser. Hinzu kommt, dass z.B. durch ein geöffnetes Fenster aufgrund von Temperaturunterschieden oder Zugluft die Qualität stark leidet. Auch empfehlen wir, die Planeten nicht zu fotografieren, sondern zu filmen und dann mittels einer Software die schärfsten Einzelbilder zusammenzuführen. Das Stichwort lautet hier Lucky-Imaging. Oder aber man bedient sich der Python-Programmiersprache und schreibt sich ein einfaches Skript, dass alle paar Sekunden mit einer bestimmten Belichtungszeit Bilder vom Sternenhimmel macht, die dann mittels spezieller Software zusammengeführt werden. 

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Übrigens ist das Fokusrad sehr empfindlich. Bei einer Brennweite von 500mm ist der schärfste Fokus garnicht so einfach zu finden. Eventuell macht es an dieser Stelle Sinn, das Einstellrad mit einem größeren Druchmesser zu drucken, um feiner Einstellungen durchführen zu können.

Das PiKon-Projekt verfolgt das Ziel, die Anwender zu Modifikationen und Upgrades zu animieren. Eine sinnvolle Erweiterung wäre ein Griff, um das Teleskop auf Objekte ausrichten zu können. Auch eine Montierung für Kamera-Stative wäre interessant. Der Hauptspiegel ist jedoch das Kernstück eines Reflektors und wird in unterschiedlichen Qualitätsstufen angeboten und das spiegelt sich im Preis wieder. Es gibt sowohl spährische Spiegel (Kugelspiegel) als auch Parabolspiegel. Sphärische Spiegel gehören zu den Billigfarbikaten und werden gerne auf Shops aus Fernaus angeboten. Einerseits sind die Spiegel günstig, andererseits wird das Licht dann aber nicht sauber in einem Brennpunkt zentriert. Als Ergebnis erhält man eine mangelende Qualität, bei der man unscharfe Abbildungen von Sterne, Mond und Planeten erhält. Parabolspiegel sind wesentlich teurer als sphärische Spiegel, vereinen aber die gesammelten Lichtstrahlen in einem Punkt. Das Resultat sind scharfe und kontrastreiche Abbildungen. Dennoch haben auch Kugelspiegel ihre Daseinsberechtigung. Sie werden vor allem bei Newton-Teleskope mit einer Öffnung von 114mm verwendet, sollten jedoch langbrennweitig sein. Eine Brennweite von 900mm sollte deshalb gegeben sein. Für lichtstarke Newtons wie dem PiKon sind Kugelspiegel jedoch nicht zu empfehlen, auch bei einer Öffnung von 114mm nicht. Während ein Newton mit einer Öffnung von 114mm und einer Brennweite von 500mm (Öffnungsverhältnis f/4,2 = lichtstarkes Teleskop, weniger Belichtungszeit erforderlich) bereits deutlich Fehler zeigt, erhält man mit 114mm Öffnung und 900mm Brennweite bereits schärfere Abbildungen, da das Öffnungsverhältnis dann f/7,8 beträgt und das Teleskop somit einfach schärfer abbildet. Der Nachteil ist, dass dadurch lichtschwache Objekte bei einer reinen Beobachtung nicht mehr aufgefunden werden können. 

Wer den Hauptspiegel beim PiKon ersetzen möchte, muss den Tubus um 100mm pro 100mm Brennweite verlängern. Denn durch Verwendung der Kamera statt eines Fangspiegels gestaltet sich die Rechnung sehr simpel. Der Brennpunkt liegt in der Kamera. Die Tubuslänge entspricht bei dieser Bauart üblicherweise der Öffnung des Hauptspiegels. Hinzu kommen jedoch die Maße von SPider und Spiegelhalter. Deshalb ist der Tubus auch 600mm statt 500mm lang. Wenn der aktuelle Hauptspiegel mit 500mm Brennweite gegen einen mit 900mm ersetzt wird, muss der Tubus um 400mm verlängert werden. Die ursprüngliche Tubuslänge von 600mm beträgt dann 1000mm. Aber was bringt mehr Brennweite? Als Beispiel betrachten wir einen punktförmigen Stern, der in alle Richtungen Lichtstrahlen schickt und von der Teleskop-Öffnung eingefangen werden. Die Lichtstrahlen treffen dabei parallel in den Tubus und werden von der Linse bzw. dem Hauptspiegel gebündelt, damit sie sich alle in einem Punkt der Brennebene treffen. Bevor die Strahlen gebündelt werden, ist das Bild unscharf. In der Brennebene haben wir jedoch ein scharfes Abbild des Sterns. Je größer nun der Abstand zwischen Brennebene und Linse wird, desto höher ist die Vergrößerung des primären Bildes. Mehr Brennweite bringt demnach auch eine höhere Vergrößerung. Gleichzeitig wird das Bild aber auch dunkler, weil sich das zur Verfügung stehende Licht auf eine größere Fläche verteilt. Um dennoch viel Licht sammeln zu können, muss länger belichtet werden. Um Verwacklungen entgegenzuwirken, müsste man hier jedoch das Teleskop nachführen. Eine große Öffnung und eine kurze Brennweite bringen wenig Details mit. Mit einer geringen Öffnung und einer langen Brennweite sind wiederum nur die hellen Objekte zu sehen. Planeten, Sonne und Mond haben üblicherweise genug Licht, um diese auch mit einem kleinen Öffnungsverhältnis von 1/6 bis 1/10 zu bestaunen. Das PiKon geht mit einem Öffnungsverhältnis von 1/4 (114mm/500mm) eher in Richtung lichtschwache Objekte. Das bedeutet im Klartext eine geringere Vergrößerung, gleichzeitig aber auch ein größerer Himmelsabschnitt.

Auch können Hauptspiegel mit größerem Durchmesser verwendet werden. Mehr Öffnung bedeutet dann auch eine größere lichtsammelnde Fläche. Schwächere Objekte wie Nebel oder Galaxien sind dadurch besser zu erkenne. Zudem steigt die Auflösung, wodurch mehr Details sichtbar werden. Grundsätzlich erfordert das Aufsuchen von Objekten etwas Übung. Das Teleskop einfach hin- und herzubewegen wird nicht funktionieren, da es zwar unendlich viele Sterne, Nebel und Galaxien gibt, aber die meisten davon weit von der Erde entfernt sind und deren Licht sehr schwach ist. Erst mit größerere Öffnung oder langen Belichtungszeiten wären diese sichtbar.

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Unten stehende Befestigungen werden dazu verwendet, einen Balkonsichtschutz am unteren Teil des Balkons mittels Kabelkindern anzubringen. Durch die UV-Beständigkeit wird das Material bei direkter Sonneneinstrahlung nicht porös und behält darüber hinaus auch nach Monaten noch seine Farbe.

ASA lässt für kreative Ideen keine Wünsche offen. Ein weiteres Beispiel ist eine Schirmhalterung für ein Babybett in einem Garten.

Es kann aber auch als Schütz für eine Telefon- oder Stromsteckdose dienen, wie folgendes Beispiel zeigt.

Weitere Informationen zum Fillamentum-ASA-Filament erhalten Sie auf der Fillamentum-Webseite.

Der Beitrag Fillamentum – ABS Extrafill, ASA und CPE HG100 im Test erschien zuerst auf PCPointer.de.

Der Beitrag PC-PBT, TPS und ABS von Herz im Test erschien zuerst auf PCPointer.de.

3D-Drucker können verschiedene Kunststoffe verarbeiten, die in drei Säulen unterteilt werden können. Zum einen gibt es klassische Materialien wie PLA, PETG, ASA, ABS und HIPS für allgemeine Anwendungen und zum anderen Materialien wie PA/Nylon, PC, PC/ABS, PC/ASA und TPU, die insbesondere für anspruchsvolle Projekte im Engineering-Bereich entwickelt wurden. Diese Materialien eignen sich eher weniger für detaillierte Objekte und setzen auf reine Funktionalität. In der dritten Säule befinden sich die Hochleistungsmaterialien wie Ultem/PEI, PEEK und PSU. In diesem Artikel möchten wir uns vor allem mit Kunststoffen von Polymaker befassen, die im Engineering-Bereich angesiedelt sind und gerade so noch mit einem E3D V6 Vollmetall-Hotend verarbeitet werden können. Für die Hochleistungskunststoffe sind Hotendtemperaturen von 350-400°C notwending und bis zu 140°C für das Heizbett. Ein Prusa i3 MK3S erreicht maximal und unter ständiger Beobachtung eine Drucktemperatur von 300°C am Hotend und 125°C am Heizbett. 

Verpackung

Polymaker wurde 2012 gegründet und produziert Filamente mit höchsten Qualitätsstandards. Das Unternehmen erweitert seit der Gründung sein Portfolio an Filament und hebt sich durch innovative Eigenschaften des Materials deutlich von der Konkurrenz ab. Zudem setzt Polymaker mit seinen Qualitätsstandards ganz neue Maßstäbe, wobei die Nachhaltigkeit eine nicht ganz unwesentliche Rolle spielt. Polymaker hat sich zum Ziel gesetzt, Materialien für reale Anwendungen zu schaffen. Das beginnt bereits bei der Verpackung, die mit zahlreichen Informationen ausgestattet ist. Neben den wesentlichsten Druckparametern sind auf jedem Umkarton seitlich die materialspezifischen Eigenschaften aufgedruckt. Polymaker setzt dabei auf volle Transparents und zwar sowohl bei der Produktion als auch bei der Verpackung. Auf der Polymaker-Webseite finden Anwender weitere Informationen zu den Materialien. Auf der Rückseite jeder Verpackung sind außerdem die Produktfamilien von Polymaker aufgedruckt. Die meisten Filament-Hersteller veröffentlichen unvollständige oder lückenlose Datenblätter und beliefern ihre Kunden mit Verpackungen, aus denen lediglich das Material ersichtlich ist.

Polymaker liefert seine Filamentrollen alle in einem widerverschließbaren Vakuumbeutel mit einem Päckchen Silica-Gel aus. Je nach Material ist der Beutel sogar lichtundurchlässig. Polymaker legt aber auch auf die Filamentrolle einen besonderen Wert. Die Spulen besitzen 3 Paar Löcher, um das Filament vor dem Verpacken festzuklemmen. Eine Skala auf jeder transparenten Filamentrolle informiert den Anwender dabei über das verbleibende Gewicht und der verbleibenden Länge sowie über die Durchmessergenauigkeit. Zusätzlich sind hier auch noch einmal die wesentlichen Druckparameter vermerkt. Polymaker bewegt sich hier auf einem sehr hohen Niveau. Zusätzlich befindet sich in jeder Verpackung ein Produktinformationsblatt sowie ein toller Polymaker-Sticker mit dem Logo des Unternehmens.

Technlogie

Für das Verarbeiten der Materialien PolyMide CoPa und PolyMide PA6-GF bzw. PA6-CF ist kein geschlossener Bauraum erfoderlich, da diese Kunststoffe mit der Polymaker Warp-Free Technologie ausgestattet sind. Diese Technologie ermöglicht die Hersteller von PA-basierenden Materialien, die fast ohne jegliches Warping verarbeitet werden können. Um die innere Spannung vor dem Erstarren des Materials vollständig abzubauen, wird eine Feinsteuerung der Mikrostruktur und des Kristallisationsverfahrens von Nylon erreicht. 

Das PolyMax PC setzt auf Polymaker’s Technologie zur Nano-Verstärkung. Aus dem Herstellungsverfahren resultiert ein Filament mit ausgezeichneten mechanische Eigenschaften und sehr guten Druckeigenschaften. Durch die verbesserte Zähigkeit des Materials wird die Schlagfestigkeit enorm erhöht.

Voraussetzungen für den 3D-Druck

Für unseren 3D-Druck verwenden wir einen modifizierten Prusa i3 MK3S(PCPointer i3 MK3S). Bei dem Hotend setzen wir auf das E3D V6 Kit mit einer Nozzle X. Die Heizpatrone erreicht bei einer Leistung von 40W ihr Maximum bei etwa 300-350°C. In der Firmware ist aus Sicherheitsgründen eine Temperatur von 305°C definiert, die für die Polymaker-Filamente ausreichend ist. Auch der E3D-Thermistor kommt bei Temperaturen >300°C an seine Grenzen und liefert ab dieser Temperatur keine eindeutigen Messwerte mehr. In diesem Fall bietet sich das E3D PT100 Kit bestehend aus einem PT100-Sensor und einem Verstärker an. Damit können Werte bis 400°C gemessen werden. Auch ein Tausch des Aluminiumblocks am Hotend sollte in Betracht gezogen werden, da der Standard-Block lediglich für Temperaturen bis 350°C ausgelegt ist. Generell sollte man stets einen gewissen Puffer einplanen, um möglichst sicher zu drucken. Anspruchsvollen Anwendern empfehlen wir einen „V6 Plated Cooper Heater Block“, der bei Temperaturen bis 500°C sicher operieren kann. Auch sollte man bei abbrasiven Materialien eine „Hardened Steel Nozzles“ verwendet werden. Die E3D-Silicon-Socke kann ab 300°C natürlich nicht mehr verwendet werden. Um mit Temperaturen weit über 350°C drucken zu können, sind natürlich viele weitere Umbaumaßnahmen wie eine Heizpatrone mit mindestens 50W und ein Heizbett, das mit Temperaturen zwischen 120°C und 150°C umgehen kann, erforderlich. Dieses Vorhaben würde sich an echte Cracks richten, die mit Ultem, PEEK und anderen Hochleistungskunststoffen arbeiten.

Wärmeformbeständigkeit

Je nach Anwendungsgebiet spielt die Zuverlässigkeit von Kunststoffen eine wesentliche Rolle. Bei der Auswahl eines Materials ist insbesondere die Wärmeformbeständigkeit des jeweiligen Materials relevant. Darunter versteht man die Fähigkeit eines Prüfkörpers, seine Form unter bestimmten Belastungsbedingungen bis zu einer bestimmten Temperatur beizubehalten. Um die Wärmeformbeständigkeit von thermoplastischen Kunststoffen zu ermitteln, werden üblicherweise die Vicat-Erweichungstemperatur und die HDT (Heat Distorsion Temperature) herangezogen. 

Die Vicat-Erweichungstemperatur ist die Temperatur, bei der eine Eindringspitze mit einer Fläche von 1 mm² 1 mm tief in die Oberfläche des Prüfkörpers eindringt. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur HDT wird nach der DIN EN ISO 75 ermittelt, indem der Prüfkörper nach dem Dreipunktbiegeprinzip belastet wird. Dafür gibt es drei verschiedene Verfahren mit maximalen Biegespannungen (1,80 MPa (Verfahren A), 0,45 MPa (Verfahren B) oder 8 MPa (Verfahren C)). Bei der HDT wird je nach Verfahren ermittelt, bei welcher Temperatur der Prüfkörper eine Randfaserdehnung von 0,2% erreicht. Man beachte hierbei, dass thermoplastische Kunststoffe keinen exakten Schmelzpunkt aufweisen und stattdessen mit zunehmender Temperatur langsam erweichen.

Welches Verfahren für die Bestimmung der Wärmeformbeständigkeit zum Einsatz kommt, ist Materialabhängig. PA6/Nylon wird beispielsweise auch in der Textilindustrie verwendet und ist daher eher Biegebelastungen ausgesetzt. In diesem Fall wird hier die HDT der Vicat-Methode vorgezogen. Deshalb findet sich beispielsweise für das Polymid PA6-GF auf der Polymaker-Webseite auch keine Angabe zur Vicat-Temperatur, sondern lediglich zur HDT.

Glasübergangstemperatur

Auch die Glasübergangstemperatur eines Materials ist bei der Auswahl eines geeigneten Filaments entscheidend. Polymere wie Nylon haben eine Glasübergangstemperatur von 60-70°C. Ab dieser Temperatur geht das Material in einen gummiartigen Zustand über, bleibt aber bis zu einer gewissen Temperatur (Vicat-Methode, HDT) formstabil. Viele Beschreibungen in Online-Shops enthalten Informationen wie „CoPA Nylon ist bis über 175°C Temperaturbeständig“. Ein genauer Blick ins Datenblatt verrät jedoch, dass damit Eigenschaften wie die Schmelztemperatur oder die Vicat-Erweichungstemperatur gemeint sind.

Für den 3D-Druck von Extruder-Teilen wird üblicherweise PETG oder besser ABS als Material verarbeitet. Beim PolyMaker ABS liegt die Glasübergangstemperatur bei 101°C und die Vicat-Erweichungstemperatur bei 104°C. Unter dieser Temperatur wird ABS nicht weich und bleibt gleichzeitig formstabil. Nylon wäre zwar formstabil bis weit über 100°C, würde aber aufgrund seiner Glasübergangstemperatur von ca. 70°C in einem gummiartigen Zustand übergehen und erweichen. Für Präzisionsteile, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, ist das Material daher eher ungeeignet.

Polyamide

In der Industrie (z.B. Automobiltechnik, Medizintechnik) findet eine ganz bestimmte Gruppe von Kunststoffen Anwendung: Polyamide. Sie gehören zu den Thermoplasten und lassen sich wunderbar mit einem 3D-Drucker verarbeiten. Ein beliebtes Polyamid ist das PA6, das aus Caprolactam hergestellt wird. Das PA6 und das PA6.6 (echtes Nylon) sind vom chemischen Aufbau her sehr ähnlich. Das PA6 ist ein sehr zähes Material mit hoher Zugfestigkeit und Elastizität. Es zeichnet sich außerdem durch eine hohe Abriebsfestigkeit aus und ist chemisch beständig gegen Säuren und Laugen. Es ist vielseitig einsetzbar und findet überwiegend in der Industrie Verwendung.

Der Beitrag 3D-Drucker: Polymaker PLA, ABS, TPU95, CoPa und PA6-GF Review erschien zuerst auf PCPointer.de.

Fillamentum ABS Extrafill „Metallic Grey“ + CPE HG100 „Vertigo Grey“ 1.75 mm

Das tschechische Unternehmen Fillamentum bietet Material in diversen Variationen, Farben und Größen an. Darunter auch das ABS Extrafill ABS Extrafill „Metallic Grey“, das durch zusätzliche Partikel eine glänzende Struktur aufweist. Das ABS-Filament ist qualitativ sehr hochwertig verarbeitet und gut  gewickelt. Der Filamentdurchmesser von 1.75 mm ist mit +/-0,05 mm angegeben. Das Material lässt sich bei einer Drucktemperatur von 220 – 240 °C ausgezeichnet verarbeiten und liefert ein sauberes und gleichmäßiges Druckbild mit einer konsistenten Farbe. Es gibt kein Warping, kein Stringing, keine Blobs und auch sonst keine anderen Verarbeitunsprobleme. Zudem lassen sich dank der ausgezeichneten Materialzusammenstellung Stützstrukturen sehr einfach und sauber entfernen.

Das CPE HG100 (Co-Polyester) ist ein hochtechnisches Material für den FDM 3D Druck. Aufgrund der hohen Qualitätsstandards stellt es alle bisherigen PET-Filamente in den Schatten. Das Material ist einfach zu drucken und bietet gleichzeit eine hohe Schlagfestigkeit, eine hohe Zugfestigkeit und eine thermische Beständigkeit. Das Material ist FDA-zugelassen und zu 100% recycelbar. Während dem Druck werden keine Gerüche oder Dämpfe abgegeben. Zudem ist das Material BPA frei und umweltfreundlich. Eben ein echtes Allround-Filament, dass zusätzlich auch noch eine gute chemische Beständigkeit aufweist. Damit lassen sich vor allem schöne Dekorationsobjekte wie Vasen drucken, aber auch Bauteile für 3D-Drucker.

Das ABS Extrafill und das CPE HG100 sind mit einem Durchmesser von 1.74 mm und 2.85 mm verfügbar und werden in einem Recycelbaren Karton und einer wiederverschließbaren Verpackung mit Trocknungsmittel geliefert.

Weitere Informationen zum Fillamentum-Filament erhalten Sie auf der Fillamentum-Webseite.

Teilnahmebedingungen

Um am Gewinnspiel teilnehmen zu können, müsst Ihr uns lediglich eure Kontaktdaten über unser unten stehendes Formular zukommen lassen. Richtige Anschrift und E-Mail nicht vergessen.

Hinweis: Der Gewinner wird von uns per E-Mail kontaktiert. Aus datenschutzrechtlichen Gründen wird der Name des Gewinners nur mit seiner Zustimmung veröffentlicht.

Teilnahmeschluss ist der 25. August 2019. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. Mitarbeiter von PCPointer.de dürfen am Gewinnspiel nicht teilnehmen. Ihre persönlichen Daten werden nicht an dritte weitergegeben und nach dem Gewinnspiel gelöscht.

Gewinnspiel in Zusammenarbeit mit:

Der Beitrag PCPointer.de-Verlosung: Fillamentum ABS + CPE HG100 erschien zuerst auf PCPointer.de.

Zu gewinnen gibt es:

• ABS-Filament Granitgrau (1,75mm, 800g)
• ABS-Filament Schwarz (1,75mm, 800g)
• ABS-Filament Verkehrsblau (1,75mm, 800g)
• WillowFlex flexibles Filament – Anthrazit (1,75mm, 300g)
• 3dkTOP – Schwarz – hitzebeständig bis 230°C (1,75mm, 320g)
• PLA-Filament Perlweiß (1,75mm, 320g)
• PLA-Filament Citrusorange Kristall (1,75mm, 320g)
• PLA-Filament – Türkis (1,75mm, 320g)
• PLA-Filament Leuchtgelb Kristall Floureszenz (1,75mm, 320g)

3dk.berlin Filament 1.75 mm 

Bei 3dk.berlin handelt es sich um eine Marke der Bernhardt Kunststoffverarbeitungs GmbH, die im Werk in Berlin Heiligensee Filament produziert. Das Angebot umfasst PLA, ABS, Willowflex, hitzebeständiges 3dkTOP und spezielle Filamentsorten mit einem Filamentdurchmesser von 1.75 mm und 2,85 mm sowie in diversen Spulengrößen. Die Filamente werden von 3dk.berlin nach deutschem Qualitätsstandard in Berlin produziert. Dabei setzt der Hersteller auf hochwertige Rohstoffe. Alle Filamente sind auf die Anforderungen des FDM-Drucks optimiert und überzeugen aufgrund der hohen Konstanz und Maßhaltigkeit mit gleichmäßigen Oberflächen. Das PLA-Material gibt es in zahlreichen Farben und lässt sich bei Temperaturen von 195°C – 230°C ausgezeichnet verarbeiten. Ein weiteres bemerkenswertes Material ist das sogenannte WillowFlex, das aus kompostierbarem Biokunststoff besteht und den Umweltproblemen, die das Plastikzeitalter mit sich bringt, entgegenwirkt. Das Material ist trotz niedriger Drucktemperatur (180°C-200°C) formstabil bis ca. 110°C  und lässt sich wunderbar mit PLA kombinieren. Dadurch können harte und weiche Werkstoffe miteinander kombiniert werden.

Das ABS-Material von 3dk.berlin überzeugt ebenfalls durch eine hohe Maßhaltigkeit und Rundheit. Es riecht kaum, verfügt über eine sehr hohe mechanische Belastung und eignet sich daher ausgezeichnet, um beispielsweise 3D-Drucker-Komponenten herzustellen. Für eine wesentlich bessere Wärmeformbeständigkeit bietet sich das 3dkTOP-Filament an, das mit der Nachbehandlung im normalen Umluftofen bis 230°C formstabil bleibt. Durch die optimalen Druckeigenschaften ist das Material besonders für Anwendungen im Hochleistungsbereich geeignet. Die Drucktemperatur liegt bei etwa 250 – 260°C und lässt sich demnach nicht mit jedem Druckkopf verarbeiten.

Weitere Informationen zum 3dk-Filament erhalten Sie auf der offiziellen Webseite.

Teilnahmebedingungen

Um am Gewinnspiel teilnehmen zu können, müsst Ihr uns lediglich eure Kontaktdaten über unser unten stehendes Formular zukommen lassen. Richtige Anschrift und E-Mail nicht vergessen.

Hinweis: Der Gewinner wird von uns per E-Mail kontaktiert. Aus datenschutzrechtlichen Gründen wird der Name des Gewinners nur mit seiner Zustimmung veröffentlicht.

Teilnahmeschluss ist der 30. Juli 2019. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. Mitarbeiter von PCPointer.de dürfen am Gewinnspiel nicht teilnehmen. Ihre persönlichen Daten werden nicht an dritte weitergegeben und nach dem Gewinnspiel gelöscht.

Gewinnspiel in Zusammenarbeit mit:

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Extrudr PETG-Filament 1.75 mm cyan/metallic/weiß/silber

Das österreichische Unternehmen Extrudr produziert Filament auf höchstem Niveau bezüglich Qualität, Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit. Das Angebot umfasst alle Standardmaterialien mit einem Filamentdurchmesser von 1.75 mm und 2.85 mm sowie einem Gewicht von 1,1 kg und 2,85 kg. Das PETG-Material von Extrudr kann je nach Farbe bereits bei sehr niedrigen Temperaturen (190°C-230°C) verarbeitet werden. Es verfügt über eine sehr hohe mechanische Belastung und eignet sich daher ausgezeichnet, um beispielsweise 3D-Drucker-Komponenten herzustellen. Darüber hinaus ist das Material RoHS, REACH und FDA zertifiziert und somit unbedenklich für die Umwelt. Durch die optimalen Druckeigenschaften ist das Material besonders für Anwendungen im Hochleistungsbereich geeignet. Die Wärmeformbeständigkeit liegt bei etwa 80-90°C. Das Material lässt sich bei ausreichender Wärme und niedriger Kühlung ausgezeichnet verarbeiten. Stringing und Shrinking sind durch eine optimale Materialzusammensetzung sehr gering. Das Extrudr PETG ist das ideale 3D-Drucker-Filament, um Objekte wie etwa mechanische Bauteile zu drucken. 

Weitere Informationen zum PETG-Filament erhalten Sie auf der offiziellen Webseite.

Extrudr ABS-Filamen weiß / GreenTEC Pro rot

Das ABS-Filament von Extrudr lässt sich bereits bei sehr niedrigen Temperaturen mit Geschwindigkeiten von 60-120mm/s ausgezeichnet verarbeiten. Es besticht durch eine gute mechanische und thermische Widerstandsfähigkeit und ist deshalb auch für das industrielle Umfeld geeignet. Besonders hervorzuheben ist das GreenTEC Pro aus der Bio-Performance-Reihe, das besonders einfach zu verarbeiten ist. Gleichzeitig überzeugt es durch ausgezeichnete thermische und mechanische Belastungseigenschaften. Das Material bleibt bei Temperaturen bis 160°C wärmeformbeständig und ist somit eine echte Alternative zu ABS. Zudem sind die Layer nur minimal sichtbar, da das Material aufgrund seiner Eigenschaften eine matte Oberfläche aufweist. 

Weitere Informationen zum ABS-Filament und zum GreenTEC Pro erhalten Sie auf der offiziellen Webseite.

Teilnahmebedingungen

Um am Gewinnspiel teilnehmen zu können, müsst Ihr uns lediglich eure Kontaktdaten über unser unten stehendes Formular zukommen lassen. Richtige Anschrift und E-Mail nicht vergessen.

Die Teilnahme am Gewinnspiel ist nicht mehr möglich.

Hinweis: Der Gewinner wird von uns per E-Mail kontaktiert. Aus datenschutzrechtlichen Gründen wird der Name des Gewinners nur mit seiner Zustimmung veröffentlicht.

Teilnahmeschluss ist der 20. Februar 2019. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. Mitarbeiter von PCPointer.de dürfen am Gewinnspiel nicht teilnehmen. Ihre persönlichen Daten werden nicht an dritte weitergegeben und nach dem Gewinnspiel gelöscht.

Gewinnspiel in Zusammenarbeit mit:

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2x PLA-Filament 1.75 mm Himmelblau/Feuerrot 

Das PLA-Filament 1.75 mm – Himmelblau und das PLA-Filament 1.75 mm – Feuerrot lassen sich bei 190-210°C gut verarbeiten und bestechen durch kräftige gleichbleibende Farben und einer ausgezeichneten Druckqualität. 

Weitere Informationen zum PLA-Filament erhalten Sie auf der offiziellen Webseite.

1x PLA Plus-Filament 1.75 mm Grün

Das PLA Plus-Filament 1.75 mm – Grün lässt sich bei 190-230°C verarbeiten und ist eine Mischung aus ABS und PLA. Es lässt sich wie PLA drucken, besitzt jedoch Eigenschaften von ABS. Das Perfekte Filament für mechanische Bauteile, die hohe Anforderungen an die mechanische Stabilität stellen.

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