3D-Drucken mit Kunststoff-Materialien

3D-Druck mit Kunststoff-Materialien

Heutzutage sind wir umgeben von Kunststoffen. Egal ob im Supermarkt beim Kauf von in Kunststoff verpackten Lebensmitteln, bei der Fahrt im Auto, bei der Nutzung verschiedenster Geräte oder beim Anziehen unserer Kleidung – das Material Kunststoff ist allgegenwärtig. Kunststoff überzeugt durch seine äußerst hohe Vielfältigkeit und ist durch seine besonderen Eigenschaften ein sehr gerne verwendetes Produktionsmaterial.

Kunststoff 3D-Druck Anwendungsbeispiele aus dem Alltag
Anwendungsgebiete aus dem Alltag

Beim Fertigungsverfahren mittels 3D-Druckern ist die Materialkategorie der Kunststoffe derzeit mit Abstand die größte, mit steigender Tendenz. Das Material Kunststoff ist im 3D-Druck so beliebt, da es in nahezu allen Ausprägungen verwendet werden und sämtliche Anwendungen ideal abdecken kann.

Die additive Fertigung ist für die Bearbeitung von Kunststoffen die geeignetste Fertigungsmethode, da 3D-Drucker enorm materialsparend arbeiten. Durch Tools wie die Designoptimierung können die Druckteile und deren Materialverbrauch weiter optimiert werden. Hierdurch entstehen Kosteneinsparungen und eine nachhaltigere Produktion für Unternehmen. Zudem ist die Verarbeitung von Kunststoff mit 3D-Druckern bereits ab einer kleinen Produktionsmenge wirtschaftlich. 

Um diese Vorteile für deine Produktion einsetzen zu können, ist es wichtig zu verstehen, was Kunststoffe ausmacht und wie diese bei den verschiedensten Anwendungen richtig und nachhaltig eingesetzt werden.

Definition Kunststoffe

Betrachtet man die chemische Zusammensetzung bestehen Kunststoffe oder auch Polymere aus Monomeren. Monomere sind Moleküle, die sich in einer einheitlichen Grundstruktur zusammensetzen. Polymere können natürlich halb synthetisch oder völlig synthetisch produziert werden. Dafür werden Rohstoffe wie beispielsweise Erdöl, Erdgas, Cellulose oder Salz in den Synthese-Verfahren der Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition zu Kunststoffen verarbeitet. 

Die unterschiedlichen Arten von Kunststoffen

Kunststoffe werden aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung in drei Arten unterteilt:

1. Thermoplaste

Thermoplaste können durch ihre besonderen Eigenschaften wieder eingeschmolzen und erneut eingesetzt werden. Das bietet die Möglichkeit das Material in einer neuen Form wiederzuverwenden. Ein Beispiel für ein Produkt aus Thermoplasten ist die PET-Flasche, die in jedem Supermarkt zu finden ist

Aus Thermoplasten hergestellte PET-Flasche
Aus Thermoplasten hergestellte PET-Flasche
Kunststoff 3D-Druck Verschiedene 3D gedruckte Prototypen aus leistungsstarken Thermoplasten
Verschiedene 3D gedruckte Prototypen aus leistungsstarken Thermoplasten

2. Duroplaste

Im Gegensatz zu Thermoplasten besitzen Duroplaste die Eigenschaften der Hitze- und Formbeständigkeit. Das bedeutet, dass sie nicht wiederverwendet werden können. Allerdings können sie spezielle Anwendungen bedienen, bei denen hitze- und formbeständige Materialeigenschaften gewünscht sind, wie beispielsweise für Teile im Auto.

Kunststoff 3D-Druck Innenraum eines Autos mit Teilen aus Duroplasten
Innenraum eines Autos mit Teilen aus Duroplasten
Kunststoff 3D-Druck 3D gedrucktes Beispiel aus Duroplasten
3D gedrucktes Beispiel aus Duroplasten

3. Elastomere

Elastomere sind wie Duroplaste hitzeresistent. Sie sind sehr elastisch und werden zum Beispiel als Material für die Produktion von Gummi genutzt.

Kunststoff 3D-Druck Verschiedene 3D gedruckte Prototypen aus Elastomeren
Verschiedene 3D gedruckte Prototypen aus Elastomeren

Ausgangsformen von Kunststoff in der additiven Fertigung

Beim 3D-Druck von Kunststoffmaterialien wird neben den verschiedenen Kunststoffarten auch nach deren Ausgangsform unterschieden. Je nach Ausgangsform des Materials eignen sich verschiedene 3D-Druckverfahren. Das 3D-Druckverfahren hat wiederum den Haupteinfluss auf die Eigenschaften der 3D gedruckten Teile und damit auch auf deren mögliche Anwendungen.

Die folgenden zwei Formen von Kunststoff können auftreten:

1. Flüssiger Kunststoff

Unter die Kategorie der flüssigen Kunststoffe fallen Kunstharze, welche auch als Resins bezeichnet werden.

Kunststoff 3D-Druck mit flüssigem Kunststoff

2. Fester Kunststoff

Im Bereich der festen Kunststoffe für den 3D-Druck gibt es Filament, Pulver, Granulat und Folie als Ausgangsmaterialformen. Am häufigsten kommen hier die Filamente und das Pulver zum Einsatz. 

Kunststoff 3D-Druck mit festem Kunststoff

Eigenschaften von Kunststoffen

Je nach Art und Form des Kunststoffs und dem genutzten 3D-Druckverfahren können die Kunststoffe verschiedene besondere Materialeigenschaften herausbilden.

Generell besitzen Kunststoffe je nach Art Eigenschaften wie Formbarkeit, Festigkeit, Steifigkeit, Härte, Zähigkeit und Temperatur- und Witterungsbeständigkeit. Besonders die große Flexibilität und Robustheit gegenüber äußeren Einflüssen ermöglicht den Kunststoffen die Anwendung in sämtlichen Bereichen.

Anwendungen der Kunststoffe

Die Anzahl an unterschiedlichen Kunststoffmaterialien nimmt stetig zu. Damit vergrößern sich auch die Anwendungsmöglichkeiten für 3D gedruckte Kunststoffe konstant. 

Durch die richtige Auswahl der verschiedenen Kunststoffarten, der Materialformen, des additiven Fertigungsverfahrens und dem Hinzufügen von zusätzlichen Additiven können Spezialkunststoffe auf spezifische Anwendungen abgestimmt werden.

Dies macht es möglich 3D gedruckte Kunststoffe in sämtlichen Branchen und Anwendungsfeldern zu verwenden. Gerne beraten dich unsere Fachexperten dazu, welcher Kunststoff sich für deine Anwendung am besten eignet.

Kunststoffmaterialien im Angebot von 3D-MODEL

3D-MODEL bietet verschiedene Kunststoff-Materialien an. Dabei besitzen wir die folgenden Kunststoffmaterialkategorien, die sich in ihren Eigenschaften, Einsatzmöglichkeiten und Vorteilen unterscheiden:

– Polyporylenähnliche Werkstoffe
– ABS ähnliche Werkstoffe 
– Robuste Werkstoffe
– Nylonwerkstoffe
– Transparente Werkstoffe
– Hochtemperaturwerkstoffe
– Verbundwerkstoffe 
– Allzweckwerkstoffe
– Bioverträgliche Werkstoffe 
– Elastomere

Unsere 3D-Drucker im Überblick

Neben den Kunststoff 3D-Druckern Markforged FX20Markforged X3Markforged X5Markforged X7Markforged Onyx OneMarkforged Onyx Pro und Markforged Mark Two von Markforged bietet 3D-MODEL noch den Markforged Metal X für den 3D-Druck von Metallen an.

Die Formlabs 3D-Drucker sind allesamt Kunststoff 3D-Drucker und umfassen den SLS 3D-Drucker Formlabs Fuse 1 und die SLA 3D-Drucker Formlabs Form 3+Formlabs Form 3B+Formlabs Form 3L und Formlabs Form 3BL.

Außerdem sind Keramik 3D-Drucker von 3DCERAM im Produktportfolio von 3D-MODEL. Es gibt fünf verschiedene Keramik 3D-Drucker. Diese sind die 3D-Drucker 3DCERAM C100 EASY FAB3DCERAM C100 EASY LAB3DCERAM C900 FLEX3DCERAM C900 Hybrid und 3DCERAM C3600 ULTIMATE

Auch im 3D-Scan Bereich bietet 3D-MODEL mit den 3D-Scannern von Artec 3D ein umfassendes Angebot an hochgenauen 3D-Scannern an.

Du möchtest weitere Informationen zum 3D-Druck mit Kunststoff erhalten oder hast Fragen zu den Einsatzmöglichkeiten in deinem Unternehmen? Dann kontaktiere uns gerne, wir beraten dich kostenlos und freuen uns auf deine Anfrage! 

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