Welche Materialien kommen für welche Einsätze beim 3D-Druck in Frage?
Der 3D-Druck, auch als additive Fertigung bekannt, hat sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt und ermöglicht die Herstellung von Prototypen, Werkzeugen und Endprodukten in unterschiedlichsten Branchen. Ein entscheidender Faktor für den erfolgreichen 3D-Druck ist die Wahl des geeigneten Materials – denn je nach Anwendungsgebiet unterscheiden sich die Anforderungen an Festigkeit, Flexibilität, Temperaturbeständigkeit oder Biokompatibilität erheblich. Im Folgenden wird ein Überblick über gängige Materialien und deren typische Einsätze gegeben.
1. Kunststoffe: Vielfältig und kostengünstig
PLA (Polylactid)
PLA ist ein biologisch abbaubarer Kunststoff, der sich durch einfache Druckbarkeit und gute Detailgenauigkeit auszeichnet. Er eignet sich hervorragend für den Heimgebrauch, im Bildungsbereich und für einfache Prototypen. Aufgrund seiner geringen Hitzebeständigkeit (ca. 60°C) ist PLA allerdings nicht für funktionale Bauteile geeignet, die mechanisch oder thermisch stark beansprucht werden.
ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
ABS ist robuster als PLA und temperaturbeständiger, was es für technische Bauteile im Maschinenbau oder Gehäuseteile in der Elektronik attraktiv macht. Der Druckprozess erfordert jedoch ein beheiztes Druckbett und kontrollierte Umgebungsbedingungen, da ABS beim Abkühlen zum Verziehen neigt.
PETG (Polyethylenterephthalat Glykol)
PETG verbindet die einfache Verarbeitung von PLA mit der Robustheit von ABS. Es ist chemikalienbeständig, lebensmittelecht und besitzt eine gewisse Flexibilität, was es zum idealen Werkstoff für technische Anwendungen, Gehäuse, Flaschen oder mechanische Bauteile macht.
2. Flexible Materialien
TPU (Thermoplastisches Polyurethan)
TPU ist ein elastisches Material mit gummiähnlichen Eigenschaften. Es wird für die Herstellung von Schutzhüllen, Dichtungen, Stoßdämpfern oder flexiblen Verbindungsstücken verwendet. Der Druck ist etwas anspruchsvoller, da TPU aufgrund seiner Flexibilität schwerer zu fördern ist.
3. Technische Hochleistungskunststoffe
Nylon (PA)
Nylon ist extrem widerstandsfähig, abriebfest und besitzt gute mechanische Eigenschaften. Es wird vor allem im Maschinenbau, für Zahnräder, Lager oder andere hochbelastete Bauteile verwendet. Da Nylon hygroskopisch ist, muss es vor dem Druck gründlich getrocknet werden.
PEEK (Polyetheretherketon)
PEEK zählt zu den teuersten, aber leistungsstärksten 3D-Druckmaterialien. Es ist extrem temperatur- und chemikalienbeständig und eignet sich für die Luft- und Raumfahrt, den Automobilbau sowie für medizinische Implantate. Der Druck erfordert spezielle Hochtemperaturdrucker.
4. Metalle: Für die Industrie unverzichtbar
Edelstahl, Titan, Aluminium und Kupfer
Metall-3D-Druck wird überwiegend im industriellen Umfeld eingesetzt. Verfahren wie SLM (Selective Laser Melting) oder DMLS (Direct Metal Laser Sintering) ermöglichen es, hochfeste, funktionale Metallteile zu drucken – etwa für die Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder Werkzeugbau. Titan wird z. B. für Implantate verwendet, während Aluminium durch sein geringes Gewicht in der Automobilindustrie gefragt ist.
Fazit
Die Auswahl des geeigneten 3D-Druckmaterials hängt maßgeblich vom Einsatzzweck ab. Während PLA für einfache Prototypen geeignet ist, benötigen funktionale Teile robustere Materialien wie ABS, PETG oder gar Metall. Für spezielle Anwendungen kommen flexible oder hochtemperaturfeste Kunststoffe zum Einsatz. Die Vielfalt an verfügbaren Materialien macht den 3D-Druck zu einer extrem flexiblen Fertigungstechnologie, die immer neue Anwendungsfelder erschließt.
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