Der Prusa i3 MK2 gehört bis heute zu den erfolgreichsten DIY-3D-Druckern. Nach zahlreichen Neuerungen und Upgrades versucht das aktuelle Flaggschiff Prusa i3 MK3s an den Erfolg des Vorgängermodells anzuknüpfen. Dennoch erfreuen sich Modifikationen wie der Caribou 320 MK3s (ehemals Zaribo)großer Beliebtheit. Die modifizierten 3D-Drucker setzten auf mechanische Komponenten aus dem Hause MISUMI, sind deutlich Robuster als das Original und bieten unterschiedlich große Bauvolumen in z-Richtung an. Für die 3D-Drucker von Caribou3d wird aktuell ein Achsen-Upgrade angeboten, bei dem die 8mm-Komponenten von 10mm-Komponenten abgelöst werden. Dadurch wird eine wesentlich höhere Stabilität gewähleistet, was sich auch im Druckbild wiederspiegelt. Wir haben uns dazu das Modell Caribou3d 320 vorgenommen und stellen die einzelnen Verbesserungen näher vor.

Mechanische Komponenten von MISUMI

MISUMI bietet ein breites Portfolio an mechanischen Komponenten, die natürlich auch zu neuen Produktideen im Bereich des 3D-Drucks animieren. Eine Anlaufstelle für Privatanwender ist der Caribou3d Shop, der alle für die Prusa i3 MK3(S) Modifikationen benötigten Komponenten von MISUMI vertreibt. Caribou3d bietet für seine drei modifizierten Prusa i3 MK3s Mods in regelmäßigen Abständen neue Upgrades an. Das Unternehmen liefert dazu auch stets passende STL-Dateien zum selberdrucken sowie die entsprechende Firmware. Aktuelle wird ein Upgrade für die Achsen x, y und z von 8mm auf 10mm angeboten. Dafür werden wie bei allen anderen Projekten auch ausschließlich mechanische Komponenten von MISUMI verwendet.

Für das Upgrade werden zunächst 3x schwarz eloxierte Konstruktionsprofile 3030 für die x-Achse benötigt, die 5mm länger sind. Die Aluprofile von MISUMI sind im Vergleich zu Aluminiumzuschnitte von anderen Herstellern mit der entsprechenden Kennzeichnung bereits an den entsprechenden Punkten vorgebohrt. Darüber hinaus werden 2x Präzisionswellen (PSFU10-380) und 2x Gleitlager (LMU10 und LMUW10) benötigt. Für die Montage sind außerdem Zylinderkopfschrauben in der Ausführung M3 erforderlich. 

Für die y-Achse stehen zwei Optionen zur Verfügung. Entweder wird das Bed Carriage MK52 weiterhin genutzt und um 3x Gleitlager (LMU10) erweitert, oder aber man greift zur Caribou3d-Bed-Carriage Version, die für die Linearkugellager (LHBBF10) von MISUMI entwickelt wurde. Die Aluminium-Linearkugellager in breiter stabiler Blockform sind für Umgebungstemperaturen von etwa -20-110°C spezifiziert und eignen sich damit auch für die Verarbeitung von Hochleistungspolymeren, bei denen hohe Drucktemperaturen herrschen.

Für die z-Achse werden 2x Präzisionswellen (PSFU10–xxx) von MISUMI benötigt, wobei die Länge von der Caribou3d-3D-Druckerversion abhängig ist. Für das Modell Caribou 320 MK3s passen die PSFU10-422 und für das Caribou3d 420 Mk3s die PSFU10-522.

Ein Nachteil ist, das MISUMI nicht im Endkundenbereich tätig ist und somit keine Privatkunden beliefern kann. Eine gute und verlässliche Quelle für Privatkunden ist und bleibt der Caribou3d-Shop.

Einkaufliste

Einkaufsliste – Caribou 320 MK3s – 8mm auf 10mm Upgrade Kit

Umbauanleitung

Für den Umbau eignet sich die Caribou3d-Anleitung hervorragend. Zu beachten ist, dass die Linearlager alle vor dem Einbau vorbereitet werden müssen. Die Lager werden alle zunächst in einem Behälter mit IPA für etwa 15 Minuten eingetaucht. Anschließend werden die Präzisionslager aus dem Behälter herausgenommen und auf einem Papiertuch getrocknet. Caribou3d bietet für seine angebotene Schmierstofftube einen Injektor als STL-Datei an, der gedruckt werden kann. Damit lässt sich das Schmiermittel auf einfache Weise in die Gleitlager verteilen.

Im Rahmen des Upgrades von 8mm auf 10mm wurde auch das HotEnd von E3D gegen das Mosquito Magnum Hotend von Slice Engineering getauscht. Dies erfordert aber einige Modifikationen, denn für das 10mm-x-Carriage von Caribou3d passt lediglich der Original Bondtech Extruder. Theoretisch lässt sich das Bondtech Extruder-Gehäuse für den Mosquito Hotend auch drucken. Jedoch eignen sich dafür die frei verfügbaren Dateien von Bondtech nur bedingt. Erfreulicherweise gibt auch für den FDM-Druck optimierte Dateien, die nur noch verarbeitet werden müssen. Wir haben uns für folgende Variante entschieden, wobei der Sensordeckel etwas angepasst werden muss: MK3s Bondtech Mosquito

Zusätzlich zu den gedruckten Extruder-Komponenten wird ein Mosquito Standard Hotend oder alternativ die Magnum-Variante sowie einige Kleinteile von Bondtech (1x Shaft Assembly, 2x Ball Bearing 5x8x2.5, 1x Motor Gear, 1x 3x32mm Shaft, 1x Thumbscrew Assembly, 1x Pancake Motor mit mindestens 16N.cm 1.8° oder 0.9°) benötigt, die alle über den Caribou3d-Shop bezogen werden können. Wer bereits im Besitz eines Prusa i3 MK3s oder einem Caribou X20 ist, benötigt das 1.75/5.0 Bondtech Drivegear Kit nicht mehr. 

Der Beitrag Caribou3d MK3s: Upgrade von 8 auf 10mm erschien zuerst auf PCPointer.de.

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.

Die Anwendungsmöglichkeiten von 3D-Druck könnten unterschiedlicher nicht sein. Von kleinen Alltagsgegeständen bis hin zu technisch anspruchsvollen Anwendungen ist alles möglich. Mit dem Polymerblend PC+PBT und dem TPS hat die Herz GmbH zwei Filamente im Programm, mit denen sich völlig neue Einsatzmöglichkeiten ergeben. Während sich das PC+PBT insbesondere für schlagfeste Bauteile und Gehäuse eignet, können mit dem TPS Dichtungsringe für Maschinen oder Griffgummis verarbeitet werden. Aber auch das Standard-Filament ABS hat einiges zu bieten und deckt ein breites Anwendungsspektrum ab.

PC+PBT Filament

Überblick

Polycarbonat als Blend (PC+PBT) wird auch als Polymerblend bezeichnet. Es vereint die Vorzüge des amorphen Polycarbonat (PC) und des teilkristallinen Polybuthylenterephthalat (PBT). Das Filament aus dem Hause Herz GmbH besitzt eine sehr hohe Schlagfestigkeit und zwar sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen. Beachtlich ist aber auch die Chemikalienbeständigkeit gegenüber Lösemittel, Schmierstoffen und Reinigungsmitteln. Zudem lässt es sich ausgezeichnet lackieren und nimmt dabei nur geringe Mengen an Feuchtigkeit auf. Ein weiterer Vorteil des Polycarbonat als Blend ist, dass es weniger anfällig gegenüber Spannungsrissen ist, was bei PC-Filament oftmals nicht einfach zu handhaben ist. Je nach Materialzusammensetzung bietet es außerdem eine ausgezeichnete Steifigkeit mit einem hohen Zugmodul.

Verpackung

Das PC+PBT-Filament wird in einer sehr schlichten Verpackung aus Karton ausgeliefert. Die Filamentrolle selbst befindet sich in einer dünnen nicht widerverschließbaren Folie ohne Silica-Gel. Das ist aber auch nicht weiter tragisch, solange keine Feuchtigkeit durch die Verpackung in das Material gelangt. Die Spule ist akkurat gewickelt und das Material weist sehr geringe Durchmesserabweichungen auf.

Vorbereitung

Polycarbonat ist hygroskopisch und nimmt daher relativ viel Feuchtigkeit aus der Luft auf. Eine Lagerung des Materials an einem kühlen und trockenen Ort ist daher unerlässlich. Als Blend ist es jedoch weniger anfällig gegenüber Feuchtigkeit und darüber hinaus auch noch einfacher zu verarbeiten. Durch den Polycarbonat-Anteil neigt das Filament zu Warping, weshalb Druckgeschwindigkeiten größer 60mm/s nicht zu empfehlen sind. Darüber hinaus sollte eine flexible Druckbettauflage wie die von BuildTak verwendet werden oder bei einer PEI-Beschichtung zusätzlich ein Klebestift. Bei Verwendung eines 3D-Drucker-Gehäuses sollte das fertig gedruckte Objekt für mindestens 1 Stunde nicht aus der Einhausung entfernt werden, um dem Material genügend Zeit zum Abkühlen zu geben. Das PC-PBT kann aber auch durch einen Nachbearbeitungsprozess in einem Ofen tempern. Durch diesen Vorgang können die mechanischen Eigenschaften verbessert werden. Gleichzeitig werden durch den Prozess Spannungsrisse im Bauteil vermieden. Mit einer konstanten Ofentemperatur von 90-100°C werden die besten Ergebnisse erzielt.

Druckbarkeit

Das PC+PBT lässt sich mit den entsprechenden Druckparametern im Grunde sehr einfach verarbeiten. Die erste Schicht ist dabei essentiell für ein sehr gutes Druckergebnis. Deshalb sollte die Druckdüse so nah wie möglich am Druckbett gefahren werden und eine Druckgeschwindigkeit unter 40mm/s gewählt werden. Mit einem ausgeschalteten Lüfter werden außerdem Warping und Spannungsrisse infolge zu hoher Temperaturunterschiede zwischen Druckdüse, Druckbett und dem Material vermieden. Unter bestimmten Umständen kann der Lüfter aber auch mit einer Geschwindigkeit von 7-9% ab der 3 Schicht hinzugeschaltet werden, um beispielsweise Überhänge besser drucken zu können. Mit Polycarbonat gedruckte Support-Strukturen sollten vermieden werden, da sich diese insbesondere nach dem Abkühlvorgang nur sehr schwer lösen lassen. Der Abstand zwischen Objekt und Supportmaterial kann jedoch auf 0.2-0.3mm angehoben werden, um das Material anschließend leichter entfernen zu können.

Die optimale Druckbetttemperatur für PC-Filament liegt je nach Größe des 3D-Objekts bei 110 ± 10°C. Die Druckdüsentemperatur beträgt üblicherweise 250 ± 10°C, wobei diese auf bis zu 280°C angehoben werden kann, abhängig von den Druckereigenschaften und den Umgebungsgegebenheiten. Da es sich hierbei um kein abrasives Material handelt, kann es mit einer Standard-Messing-Druckdüse verarbeitet werden. Die besten Ergebnisse konnten wir in einer Einhausung mit einer Drucktemperatur von 250°C/115°C und ausgeschaltetem Bauteillüfter erzielen. Der Druck erfolgte zunächst auf einem PEI Sheet mit Dimafix als Haftmittel und anschließend auf einer Borosilikat-Glasplatte mit dem VisionMiner Nano Polymer Adhesive. Die Haftung auf dem PEI-Material ist zwar ausgezeichnet, infolge des Warpings kann es sich aber auch von der Flexplatte lösen. Auch auf Pulverbeschichteten Flexplatten kann PC-Filament verarbeitet werden. Zusätzliches Haftmittel sollte in diesem Fall aber nur für PC-Filament verwendet werden. Für alle anderen Materialien auf Pulverbeschichteten Flexplatten gilt: Kein zusätzliches Haftmittel verwenden.

Um das PC-Filament erfolgreich drucken zu können, sollte für kleine Objekte zusätzlich ein Rand (Brim) von 5-15mm verwendet werden. Für größere Objekte wird eine Umrandung (Skirt) empfohlen, um es vor möglichen Luftzirkulationen zu schützen. Grundsätzlich ist PC-Filament jedoch nicht für größere Objekte geeignet, die sich über das gesamte Heizbett erstrecken. Das ist natürlich auch von der Form des Objekts abhängig. Kreisförmige Objekte sind einfacher zu drucken als Objekte mit scharfen Kanten und Winkeln. Für Objekte wie Gehäuseformen mit Ecken können sogenannte Mäuseohren verwendet werden, die es unter anderem auf Thingiverse.com gibt. Das Warping wird aber auch von der Füllung (Infill) und den Konturen (Perimeters) beeinflusst. Weniger ist manchmal mehr und muss sich keinesfalls auf die Stabilität des Objekts auswirken.

Drucktipps-Zusammenfassung für PC-PBT

• Objekt möglichst mittig auf der Druckbett verarbeiten
• scharfe Ecken und Kanten vermeiden; Ansonsten Mäuseohren verwenden
• Umgebungstemperatur konstant halten; Luftzug vermeiden
• Konturen und Füllung möglichst gering halen
• Einhausung verwenden
• Umrandung (Skirt) verwenden, die genauso hoch ist wie das Objekt selbst
• Rand (Brim) verwenden (mindestens 5mm)
• große Objekte vermeiden
• Druckbetttemperatur erhöhen (110 ± 10°C)
• Überhänge ohne Hinzuschalten des Bauteillüfters bei entsprechender Düsentemperatur möglich

Typische Anwendungen

Das Material eignet sich aufgrund seiner Eigenschaften hervorragend, um beispielsweise Komponenten im Bereich der Automobilindustrie zu drucken wie Stecker und Gehäuse, die unter anderem auch mit Chemikalien in Berührung kommen können. Aber auch Türgriffe sind aufgrund der hohen Zähigkeit und guten Lackierbarkeit möglich. Das Material eignet sich außerdem für 3D-Druckerbauteile, die hohen Temperaturen und/oder hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind wie Lüfterhaube, Netzteilgehäuse, Linearlager, Scharniere und vieles mehr.

Der Beitrag Filament: PC+PB, ABS und TPS für technische Anwendungen erschien zuerst auf PCPointer.de.

In unserem umfangreichen Artikel Prusa i3 MK3S Mod: 3D-Drucker selber bauen haben wir einen Prusa i3 MK3S Bausatz fast vollständig modifiziert und diesen im Rahmen eines zweiten Artikels Prusa i3 MK3S Mod – Mosquito Upgrade auf ein Mosquito Hotend von Slice Engineering umgebaut, das im 3D-Drucker-Shop FreeForm4U bezogen werden kann. Um unseren PCPointer MKXS 3D-Drucker für den Druck von Hochtemperaturmaterialien vorzubereiten, haben wir unter anderem die Firmware angepasst und zahlreiche Druckerkomponenten mit einem wesentlich hitzebeständigeren Filament gedruckt.

Hochtemperatur-Kunststoffe

Mit den üblichen 3D-Druckern können Kunststoffe wie PLA, PETG und ABS ausgezeichnet verarbeiten. Auch Materialien für technische Anwendungen wie Nylon und Polycarbonat können damit gerade so noch gedruckt werden. Es gibt jedoch auch Hochleistungskunststoffe wie das PEEK Filament von der Firma W2 Polymer GmbH, die lediglich mit industriellen 3D-Druckern verarbeitet werden können. Das Polyetheretherketon gehört zu den thermoplastischen Kunstoffen, die sich von technischen Kunststoffen insbesondere durch ihre Temperaturbeständigkeit unterscheiden. Zudem ist das Material resistent gegenüber organische und anorganische Chemikalien und ultra stark belastbar. PEEK hat demnach ähnliche Eigenschaften wie Metall, ist gleichzeitig aber auch bis zu 70% leichter. Das Hochleistungsmaterial findet vor allem in der Luft- und Raumfahrtindustrie, aber auch im Medizin- und Automobilbereich Verwendung.

Voraussetzungen

Das PEEK von W2 Polymer GmbH ist genau das richtige Material, um die Leistungsfähigkeit unseres PCPointer i3 MKXS Mod mit dem Mosquito Hotend zu testen. Da der Schmelzpunkt des PEEK-Filaments bei ca. 340°C liegt, sollten alle selbstgedruckten Komponenten eines 3D-Druckers mindestens aus Polycarbonat bestehen, da diese sonst während dem Druckprozess schmelzen könnten. Das 3DXTECH CarbonX PC-Filament hat eine Glasübergangstemperatur von 147°C und kann mit einem Standard Prusa i3 MK3S Bausatz gerade so noch verarbeitet werden. Das Filament kann über den Webshop der W2 Polymer GmbH bezogen werden. In kürze wird das Filament auch über 3DJake, einem der größten europäischen Händler,  europaweit erhältlich sein. Ziel ist es, einige 3D-Drucker-Komponenten wie die Extruderteile später aus PEEK-Material herzustellen, um für weitere Upgrades eine noch höhere Hitzebeständigkeit zu erreichen.

W2 Filaments® PEEK von W2 Polymer GmbH

Grundsätzlich ist der Prusa i3 MK3S nicht für das Drucken von PEEK oder anderen Hochtemperaturmaterialien ausgelegt. Dafür sind diverse Umbaumaßnamen erforderlich. Zum einen sollte die Druckerkammertemperatur 60-100°C betragen. Daher wird ein Umbau der Einhausung empfohlen, wobei in unserem Test 40-50°C noch ausreichend waren. Die Antriebsriemen und die Schrittmotoren sind für derart hohe Temperaturen eigentlich nicht ausgelegt. Dennoch können die Gates GT3-Zahnriemen bis zu einer Temperatur von 120°C genutzt werden, während die Schrittmotoren für Temperaturen bis etwa 80°C ausgelegt sind. Das MK52-Heizbett des Prusa i3 MK3S ist auf 125°C begrenzt, was für PEEK und ULTEM sehr grenzwertig ist. In unserem Test konnten wir das Heizbett über die Firmware auf bis zu 140°C über mehrere hundert Druckstunden problemslos betreiben. Ein geschlossener Druckraum ist hierbei aber ein Muss. Zudem sollte die gesamte Elektronik außerhalb der Druckerkammer verlagert werden. Insbesondere dann, wenn längere Druckzeiten über 4 Stunden und mehr notwending sind.

Das PEEK-Filament der Marke W2 Filaments® bringt einige Vorteile mit sich. Es lässt sich wesentlich einfacher verarbeiten als PEEK von anderen Herstellern. Auch ohne beheizte Druckkammer kann das Material mit einem umgebauten FDM-3D-Drucker verarbeitet werden. Mit der entsprechenden Konfiguration des 3D-Druckers und optimalen Slicer-Einstellungen verwandelt sich unsere PCPointer i3 MKXS Mod in eine industrielle 3D-Druckmaschine. 

Die richtige Haftung

Hochtemperaturmaterialien wie PEEK reagieren bei auftretenden Temperaturunterschieden mit Materialverzug (Warping). In diversen Ratgebern werden Dauerdruckplatten mit einer PEI-Auflage emfohlen, wobei dies abhängig ist vom 3D-Drucker, der Materialzusammensetzung, der Druckerumgebung, den Slicer-Einstellungen und der Qualität der PEI-Folie. Eine sehr gute Alternative dazu sind sogenannte Borosilikat-Glas-Druckplatten (siehe auch Borosilikat-Glas-Druckplatte: PEEK mit dem Prusa i3 MK3S), die Temperaturen über 500°C standhalten und mit der richtigen Oberflächenbearbeitung für eine ausgezeichnete Haftung sorgen. Das Nano Polymer Adhesive von VisionMiner ist speziell für PEEK, Ultem, PPSU und andere Hochtemperaturmaterialien entwickelt worden. Es eignet sich aber auch ausgezeichnet für Polycarbonat, Nylon, ABS, PETG, PLA, PEI, PSU und andere Materialien. Das Mittel kann auf alle Arten von Druckplatten verwendet werden wie Borosilikat-Glas, Keramik-Glas, PCB-Boards, Aluminium, BuildTak, PEI und andere.

Wer auf Borosilikat-Glas-Druckplatten setzt, sollte aber bedenken, dass die Haftkraft derart hoch ist, dass beim Druck von ABS das Glas brechen kann. In unserem Test haben wir zum Lösen der Bauteile nach dem Druck einen kleinen Eisbeutel unter die Glasplatte gelegt. Das Bauteil löste sich nach ca. 60 Sekunden von selbst. 

Die Verwendung des Nano Polymer Adhesive ist sehr einfach. Zunächst wird die entsprechende Druckplatte gereinigt (z.B. Isopropylalkohol) und anschließend nur die Stelle mit Kleber bestrichen, auf der das Bauteil später gedruckt werden soll. Dabei werden mit dem Kleber wie mit einem Stift ein „X“ und ein Kreis drumherum aufgetragen. Mit dem mitgelieferten Pinsel wird der Kleber horizontal oder vertikal verstrichen. Für eine bessere Haftung des PEEK-Materials kann der Kleber sowohl vertikal als auch horizontal aufgetragen werden. Grundsätzlich ist stets nur eine Schicht aufzutragen, um die bestmöglichste Haftung zu gewährleisten. Bei Hochtemperaturkunststoffen sollte die Druckplatte vor jedem Druck gereinigt und mit dem Nano Polymer Adhesive bestrichen werden. Für Standardfilamente wie ABS oder PLA ist dieser Schritt erst nach mehreren Druckprozessen notwendig. In unserem Test hielt das Nano Polymer Adhesive mindestens 20 ABS-Drucke stand. Übrigens setzt der Hersteller auf sichere nicht-toxische Komponenten. Demnach gibt es auch keine Geruchsbildung wie bei anderen Klebern wie Dimafix.

PEEK – Verarbeitungstipps

In unserem Test haben wir unzählige Testmodelle verarbeitet, bis wir die optimalen Parameter ermitteln konnten. Um PEEK verarbeiten zu können, sind folgende Tipps zu beachten:

1. 3D-Drucker kalibrieren

Zunächst einmal sollte der 3D-Drucker vollständig kalibriert werden, indem in der Mitte des Druckbetts ein Viereck gedruckt wird. Der Live-Z Offset sollte dabei so gewählt werden, dass die einzelnen Linien der Kästchen miteinander verbunden sind.Wenn es Lücken gibt oder das Material nicht richtig haftet und mitgerissen ist, ist das ein Indiz dafür, dass die Druckdüse zu weit vom Druckbett entfernt ist. Ist die Druckdüse zu nah am Druckbett, wird das Materiial „aufgerissen“ und es entstehen rauhe Oberflächen.

Die Extruder-Steps (PLA-Filament mit einer Extrusionsgeschwindigkeit von 2,5mm/s) sollten ebenso angepasst werden wie der optimale Abstand zwischen der Druckdüse und dem Druckbett. Auch das PID-Tuning sollte nach einem Thermistorwechsel durchgeführt werden.

Der Prusa i3 MK3S unterstützt außerdem die sogenannte „Mesh Bed Correction“ für das Bettfeintuning. Da das Druckbett grundsätzlich niemals vollständig eben ist, gibt es die Möglichkeit an den vier Endpunkten die Nivellierung einzeln nachzujustieren. Aber auch damit kann nicht jede Unebenheit des Druckbetts ausgeglichen werden. Deshalb sollten mehrere Kästchen auf dem Druckbett verteilt gedruckt werden, um zu identifizieren, an welcher Position die Schichthaftung optimal ist, da ansonsten die Haftung des PEEK-Objekts unzureichend ist und Warping die Folge ist.

2. Drucktemperatur und -geschwindigkeit

PEEK reagiert auf Temperaturunterschiede sehr empfindlich und sollte stets in einer geschlossenen Druckkammer verarbeitet werden, um das schnelle Abkühlen des Materials zu verhindern. Wenn die Einhausung selbst über keine Temperaturregulierung verfügt, kann auch eine einfache geschlossene Druckkammer verwendet werden und gegebenenfalls mit hitzebeständigen Alumatten verkleidet werden, um die Wärme im Inneren zu isolieren. Es sollten Temperaturen von mindestens 40-50°C erreicht werden können, wobei zur Vermeidung von Warping für größere Objekte mindestens 70°C gegeben sein sollten.

PEEK kann mit einer Druckdüsentemperatur von 365-450°C verarbeitet werden. Die Druckbetttemperatur sollte mindestens 120°C betragen.

Eine nicht optimale Temperatur kann zu unschönen braunen Verfärbungen des Endprodukts führen. Auch eine unzureichende Schichthaftung ist auf eine suboptimale Temperaturwahl zurückzuführen. Der Lüfter für die Bauteilkühlung sollte während des gesamten Druckprozesses deaktiviert werden, da dieser zu Temperaturschwankungen führen kann und gleichzeitig das Material schneller abkühlen lässt. Die Folge sind ebenfalls braune Verfärbungen und eine unzureichende Schichthaftung. Übrigens können auch Materialverunreinigungen zu dunklen Flecken führen. Das PEEK von W2 Filaments war in unserem Test ausnahmslos rein.

Da PEEK sehr schnell abkühlt bzw. fest wird, können Überhänge im Gegensatz zu anderen Materialien wie ABS komplett ohne das Hinzuschalten eines Lüfters und ohne Support-Strukturen verarbeitet werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass kleine Objekte schnell überhitzt werden und sich verformen. Entweder werden mehrere Objekte der gleichen Höhe gleichzeitig gedruckt, um dem Material bzw. der Schicht eine Pause zum Abkühlen einzuräumen, oder man schaltet den Lüfter ab der entsprechenden Schicht hinzu, was jedoch zu Verfärbungen führen kann. Auch das manipulieren des G-Codes ist denkbar. In unserem Test haben wir für einen Lüfter-Aufsatz das Objekt ohne Lüfter gedruckt und diesen erst ab der entsprechenden Schicht mit kleinen Teilen hinzugeschaltet.  

Die Druckgeschwindigkeit sollte an das entsprechende Material und der gewählten Drucktemperatur angepasst werden. Die Druckgeschwindigkeit des PEEK von W2 Filaments beträgt 5-10mm/s, wobei wir das Material auch mit bis zu 20mm/s verarbeitet haben. Kleine Objekte sollten jedoch mit 10mm/s gedruckt werden, während größere Objekte mit 5mm/s gedruckt werden sollten, um unter anderem das sogenannte Wapring zu minimieren.Bei kleinen Teilen an Objekten kann das hinzuschalten des Lüfters auf ca. 7% hilfreich sein, um Verformungen des Materials zu verhindern. Wer mit 20mm/s druckt und kleine Teile am Objekt hat, solllte den Lüfter von 7% auf etwa 8-9% anheben, da die entsprechenden Teile schneller gedruckt werden und sich die Abkühlzeit nochmals verkürzt, bis die nächste Schicht gedruckt wird.

Zusätzlich wird ein Brim (Rand) von mindestens 5-7mm empfohlen, um die Haftung weiter zu verbessern.

3. Saubere Druckdüse

Nach jedem Druckvorgang mit PEEK sollte die Druckdüse gereinigt werden. Zunächst einmal sollte die Druckdüse auf der zuletzt verwendeten Temperatur aufgeheizt werden und das Filament aus dem Drucker entfernt werden. Anschließend kann mit einem passenden Werkzeug von oben das verbliebene Material aus der Druckdüse gedrückt werden. Gleichzeitig kann mit einer Nadel die Druckdüse gesäubert werden. Diesen Schritt mehrmals wiederholen, bis kein Material mehr aus der Düse heraustritt. Die Druckdüse selbst kann von außen mit einer sogenannten Brass-Bürste gereinigt werden. Stahlbürsten würden die Druckdüse zerstören.

4. Das richtige Druckbett

Gedruckt werden kann auf diversen Unterlagen. Jedoch kann beispielsweise die BuildTak Druckbettunterlage mit maximal 125°C umgehen, während andere Druckbettunterlagen wie Glasplatten aus Borosilikat für Temperaturen bis ca. 800°C ausgelegt sind. Dafür wird jedoch ein spezieller Klebestift empfohlen, um die Haftung zu verbessern.Die besten Erfahrungen Erfahrungen haben wir mit dem Polymer Adhesive XYZ gemacht. Zum Thema Borosilikat-Glasdruckplatte haben wir eine Anleitung zusammengestellt, um den Einsteig zu erleichtern. https://www.pcpointer.de/artikel/prusa-i3-mk3s-druck-auf-glasdruckplatten/

Für PEI Unterlagen wird kein zusätzliches Haftmittel benötigten. Die Haftung ist direkt auf der PEI Schicht ausgezeichnet, wobei diese je nach Spannung im Material mehr oder weniger schnell selbst an Haftung verliert und sich von der entsprechenden Druckplatte löst. 

Übrigens sollte der Abstand zwischen Druckbett und Druckdüse so gewählt werden, dass die Nozzle nicht zu nah am Druckbett anliegt und auch nicht zu weit davon entfernt ist. Ansonsten kommt es entweder zu einer gelösten PEI-Schicht oder eben zu einer unzureichenden Haftung.

5. PEEK trocken halten

Das Material sollte wie jedes andere auch kühl und trocken gelager werden.

Slicer-Einstellungen

Druckergebnisse

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3DXTech CarbonX PC Filament

Teilnahmebedingungen

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 05. November 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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Die Wahl des richtigen Druckmaterials kann gerade im industriellen Bereich entscheidend sein. Während klassische Kunststoffe wie ABS, PLA, oder PETG eher in allgemeine Anwendungen Verwendung finden, sind für technisch anspruchsvolle Projekte Kunststoffe wie Nylon und Polycarbonat die erste Wahl. Doch nicht alle Filamente mit der Bezeichnung „PC“ sind gleich. Einige sind sogenannte Co-Polymere, um das Drucken von Polycarbonat zu vereinfachen. Die Eigenschaften von Polycarbonat werden dadurch jedoch geschwächt. 3DXTECH setzt bei seinem CarbonX PC-Filament auf reines Polycarbonat (>80% Anteil), das mit Kohlenstofffasern (<20% Anteil) verstärkt ist. Damit bietet der Hersteller aus den USA das wohl widerstandsfähigste und hitzebeständigste PC-Filament mit Carbon an.

Verpackung

3DXTECH produziert Filament mit höchsten Qualitätsstandards. Das US-Unternehmen bietet neben den Standard-Filamentsorten wie PLA, PETG und ABS auch Materialien für technisch anspruchsvolle Anwendungen im industriellen Bereich an. Durch die innovativen Eigenschaften heben sich die Kunststoffe deutlich von der Konkurrenz ab. Das Filament liefert 3DXTECH in einer schlichten und umweltfreundlichen Verpackung aus, auf der die notwendingsten Informationen aufgedruckt sind. Die Filamentrollen selbst sind in einem widerverschließbaren Vakuumbeutel mit einem Päckchen Silica-Gel verpackt. Je nach Material ist der Beutel lichtundurchlässig. Die Spulen sind akkurat gewickelt und das Material weist sehr geringe Durchmesserabweichungen auf.

Voraussetzungen

Polycarbonat ist hygroskopisch, was bedeutet, dass es aktiv Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt. Deshalb sollte das Material an einem kühlen und trockenen Ort gelagert werden. Das PC-Filament sollte nach dem Öffnen bei Nichtgebrauch in einem vakuumversiegelten oder wiederverschließbaren Beutel mit Trockenmittel aufbewahrt werden. Als sehr nützlich haben sich Küchenvakuumierer erwiesen. Theoretisch lässt sich auch leicht feuchtes Polycarbonat drucken, was jedoch die Eigenschaften des Materials deutlich abschwächt. Um das Material zu trocknen, kann es in einem Ofen bei maximal 120°C für 4 Stunden getrocknet werden.

Polycarbonat neigt außerdem zu Warping. Die Carbon-Partikel verstärken diesen Effekt und erschweren das Drucken des Materials. Darüber hinaus ist Carbon abrasiv, weshalb eine Druckdüse aus gehärtetem Stahl oder Edelstahl verwendet werden sollte. Auch sollte der 3D-Drucker in der Lage sein, Temperaturen von mindestens 310°C zu erreichen, auch wenn das Verarbeiten des Filaments bereits ab 270°C möglich ist. Ein geschlossener Bauraum und eine beheizte Druckplatte (Buildtak oder PEI-Druckplatte mit Dimafix oder Printafix) sind ausdrücklich zu empfehlen. Das Heizbett sollte dabei für Temperaturen bis 120°C ausgelegt sein.

Wie bereits erwähnt, sollte für den Druck von Polycarbonat mit Kohlefaseranteil eine Druckdüse verwendet werden, die für abrasive Materialien ausgelegt ist. Der Düsendurchmesser sollte dabei nicht kleiner als 0.4mm sein und die Schichthöhe 60% des Düsendurchmessers nicht über- oder unterschreiten. Bei einer 0.4mm Druckdüse entspricht das einer Schichthöhe von 0.25mm. Wer mit einer Schichthöhe unter 0.25mm Filament mit Carbon druckt, der muss mit einem deutlichen Gegendruck am Hotend rechnen. Das führt zu einer unzureichenden Zufuhr des Materials. Die Folge kann eine eingefressene Kerbe im Filament durch das Antriebsrad sein.

Druckbarkeit

Das Polycarbonat ist ein Thermoplast und wird unter anderem zur Herstellung von Panzerglas verwendet. Es ist widerstandsfähig, schlagfest und temperaturbeständig. Im kalten Zustand kann es gebogen und geformt werden, ohne dass es reißt oder sich verformt. Reines Polycarbonat ist deutlich schwieriger zu verarbeiten als Co-Polymere. Durch die Zugabe von Carbon-Partikel wird die Schlagfestigkeit des Materials nochmals deutlich verstärkt. Das Drucken des Filaments wird damit aber auch wesentlich schwieriger.

Die erste Schicht ist essentiell für einen erfolgreichen Druck. Deshalb sollte die Druckdüse sehr nah an das Druckbett gefahren werden und die Druckgeschwindigkeit unter 30mm/s betragen. Zudem sollte der Lüfter ausgeschaltet werden und nur unter bestimmten Umständen mit maximal 5-7% ab der 3 Schicht angesteuert werden, um beispielsweise leichte Überhänge besser drucken zu können. Theoretisch können für Überhänge auch Support-Strukturen generiert werden. Der Wert für den sogenannten „Gap“ sollte 0.3-0.4mm (Standardmäßig für PLA: 0.1-0.15mm) betragen.  Das Supportmaterial sollte dann aber unmittelbar nach dem 3D-Druck entfernt werden. 

Die Druckbetttemperatur sollte für eine optimale Haftung mindestens 110-120°C betragen. Die Verwendung einer Dauerdruckplatte wie z.B. BuildTak kann dabei sehr hilfreich sein, sollte jedoch nicht mit Druckbetttemperaturen von mehr als 125°C genutzt werden. Alternativ kann auch eine PEI-Druckbettunterlage verwendet werden, die mit Dimafix oder einem alternativen Klebestift bestrichen wird. Die meisten Klebestifte sind bis Temperaturen von ca. 110°C ausgelegt, halten aber auch Temperaturen von bis zu 140°C stand. Das Nano Polymer Adhesive von VisionMiner ist relativ neu auf dem Markt und wird für Polycarbonat empfohlen. Alternativ kann auch ein sogenanntes „Raft“ mit ABS-Material gedruckt werden, auf dem dann das eigentliche 3DXTECH CF-PC Filament haften kann. Dadurch wird zum einen eine bessere Schichthaftung gewährleistet und gleichzeitig das Lösen des „Rafts“ vom eigentlich Objekt erleichtert.

Die Druckdüse (für abrasive Materialien) sollte für einen ersten Testdurchlauf auf mindestens 280°C aufgeheizt werden. Die optimale Extrusionstemperatur betrug in unserem Test jedoch 300°C. Gedruckt wurde mit 60% des Düsendurchmesser. Der Infill beträgt 30%. Die richtige Balance zwischen Schichthöhe, Druckgeschwindigkeit und Drucktemperatur ist entscheident für gute Druckresultate. Daher sollten einige Testläufe absolviert werden, bevor größere Objekte damit gedruckt werden. Eine zu geringe Temperatur führt zu einer unzureichenden Schichthaftung. Eine zu hohe Temperatur hat Stringing bzw. Oozing zur Folge. Auch ist es wichtig den Filamentdurchmesser nachzumessen und diesen in der Slicer Software anzupassen. In unserem Fall betrug der durchschnittliche Durchmesser 1,77mm. Wird der Wert nicht angepasst, kann es zu einer Überextrusion- oder Unterextrusion kommen, da mehr oder weniger Material gefördert wird.

Slicer-Einstellungen

Weitere Informationen zum 3DXTECH CarbonX PC-Filament erhalten Sie auf der Filamentworld-Webseite.

PCPointer-Tipp: Extrusions-Multiplikator kalibrieren

Materialbedingt kann es bei Filament zu einer Überextrusion kommen. Dafür gibt es mehrere Gründe wie z.B. Abweichungen im Filamentdurchmesser. Das führt unter Umständen dazu, dass das gedruckte Objekt aus geometrischer Sicht von dem CAD-Model abweicht.

Üblicherweise wird für jede neue Filamentrolle je nach Material und Eigenschaften die optimale Drucktemperatur mittels eines TempTowers ermittelt und anschließend Parameter wie Druckgeschwindigkeit und Retraction an den Eigenschaften des Materials angepasst. Es gibt jedoch einen weiteren wichtigen Parameter, der angepasst werden sollte: Der Extrusions-Multiplikator bzw. die Flussrate.

Das Kalibrieren des Extruder Multiplikator setzt voraus, dass die E-Steps pro mm in der Firmware korrekt gesetzt sind. Wenn z.B. 100mm Filament gefördert werden, dann sollten auch exakt 100mm extrudiert werden.

Ein weiterer Faktor ist der Filamentdurchmesser, der vor dem Kalibrierungsvorgang überprüft werden sollte. Der Extruder-Mutiplikator ist standardmäßig auf 1 bzw. 100% gesetzt. Damit wird zunächst ein 40x40x40 mm Quadrat ohne Infill, Boden und Decke (=0) und mit einer Konturen (Spiralfasenmodus entspricht einer Kontur) gedruckt. Anschließend wird die Wandstärke aller vier Seiten gemessen und ein Durchschnittswert gebildet. Das Ergebnis wird dann mit dem Kontur-Parameter in der Slicer-Software (Druckeinstellungen/Erweiterte Einstellungen/Konturen) verglichen. In unserem Test betrug die gemessene Wandstärke 0.6mm und die Wandstärke in der Slicer-Software 0.45mm. Üblicherweise werden 15-20% auf den Nozzledurchmesser draufgerechnet. Aus diesem Grund beträgt die Wandstärke bei einer 0.4mm Nozzle normalerweise  0.48mm statt 0.45mm.

Um die Extrusionsrate noch genauer kalibrieren zu können, kann auch eine doppelte Wandstärke (Konturen: 2; Kontur-Extrusionsbreite: 0.45mm ) eingestellt werden. Dadurch fließt auch die Haftung zwischen den Wänden mit ein.

Mit folgender Formel lässt sich der Multiplikator ermitteln:

2xEingestellte Wandstärke/Gemessene Wandstärke = Multiplikator

2×0.45/0.98 = 0.918 (entspricht 92%).

Weitere Informationen dazu gibt es auf der Prusa3D-Webseite.

Druckergebnisse

Qualitativ hochwertiges Polycarbonat ohne Zusätze ist etwas schwieriger als PETG oder ABS zu verarbeiten. Zusätzlich wird durch den beigemischten Anteil an Kohlefasern (Carbon) der 3D-Druck wesentlich erschwert. Dennoch konnten wir bereits nach einigen Testdurchläufen sehr gute Druckergebnisse erzielen.

Für unseren Artikel Prusa i3 MK3S Mod – Mosquito Upgrade haben wir alle 3D-Druckerteile mit dem 3DXTECH Carbon X PC Filament verarbeitet, um anschließend in einer Druckerkammer Hochtemperatur-Kunststoffe wie PEEK verarbeiten zu können. Die Komponenten wurden dabei sowohl mechanisch als auch thermisch hoch belastet und halten auch nach mehreren hundert Druckstunden hohen Temperaturen (Hotend: 415°C | Druckbett: 140°C | Druckkammer: 60°C) stand. Bei der Verarbeitung von Materialien wie PEEK hat das Hotend in unserem Test Temperatur von bis zu 450°C erreicht. Das 3DXTECH Carbon X PC Filament scheint aber auch davon nicht beeindruckt zu sein, wie unten stehendes Bild zeigt.

Das 3DXTECH CF-PC Filament lässt sich ab einer Schichthöhe von 0.25mm sehr gut verarbeiten. Für detaillierte Objekte oder dünne Wände ist es eher weniger geeignet. Auch das Entfernen von Stützstrukturen ist nicht einfach. Mit einem Dualextruder und speziellem Filament für Stützstrukturen werden hier die besten Druckergebnisse erzielt. Das CF-PC lässt sich nach dem Druck sehr gut mit Schleifpapier bearbeiten.

Fazit

Das 3DXTECH CF-PC Filament richtet sich vor allem an fortgeschrittene und professionelle Anwender, die auf technisch anspruchsvolle Materialien setzen. Das Filament gehört mit einem Tg von 147°C zu den wohl hitzebeständigsten Materialien, die es derzeit auf dem Markt gibt. Zudem weist es eine sehr schöne Oberflächenbeschaffenheit auf und ist gleichzeitig extrem widerstandsfähig. Da es keine hohen Temperaturen erfordert, kann es praktisch mit jedem 3D-Drucker verarbeitet werden, der über einen Standard Vollmetall-Hotend und einer Stahldruckdüse verfügt. Das 3DXTECH CF-PC eignet sich für viele Anwendungen wie DIY-Drohnenrahmen oder 3D-Druckerteile und bekommt von uns eine ganz klare Kaufempfehlung.

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Der Beitrag 3D-Drucker: Polymaker PLA, ABS, TPU95, CoPa und PA6-GF 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.

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