CarbonX™ ASA CF15

3DXtech ist ein amerikanischer Hersteller von technischen Filamenten, der seit 2014 auf dem Markt ist. Die Spezialität von 3DXtech sind innovative Polymerfilamente und kundenspezifische Mischungen, die hochentwickelte funktionale Anforderungen im Markt für additive Fertigung erfüllen. Das Portfolio von 3DXtech umfasst eine breite Palette von technischen High-End-Materialien und Filamenten. Laut 3DXtech sind ihre Produkte für "schwierige Endanwendungen gedacht, bei denen Funktionalität im Vordergrund steht". Ihre Spezialität sind kohlenstoffangereicherte Fasern, wie die CarbonX ASA CF15.

Das CarbonX ASA CF 15 Filament besteht aus ASA und 15 % Hochmodul-Kohlefaser. Es hat hervorragende mechanische und ästhetische Eigenschaften, ist UV-stabil, einfach zu drucken und leicht. Das CarbonX ASA CF15 kann für den Druck von industriellen Strukturteilen und sogar für Außenmöbel verwendet werden.

Bild 1: Mit dem CarbonX ASA CF 15 Filament gedrucktes Teil. Quelle: 3DXtech.

ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) wurde in den 1970er Jahren von der BASF unter dem Handelsnamen Luran S® entwickelt. ASA ist ein amorphes thermoplastisches Copolymer, das als Alternative zu ABS entwickelt wurde, indem die Art des Kautschuks in der chemischen Zusammensetzung des Kunststoffs geändert wurde, um ASA eine bessere Witterungsbeständigkeit zu verleihen, weshalb es in der Automobilindustrie weit verbreitet ist. ASA ähnelt strukturell dem ABS, mit dem Unterschied, dass:

• Witterungs- und UV-Beständigkeit: ASA hat eine zehnfache Witterungs- und UV-Beständigkeit. Es verblasst nicht und verliert seine mechanischen Eigenschaften nicht, wenn es im Freien liegt.
• Langfristige Hitzebeständigkeit: ASA hat eine bessere Langzeit-Hitzebeständigkeit und eine bessere Beständigkeit gegen Chemikalien wie Alkohole und Reinigungsmittel.
• Glasübergangstemperatur: Die Glasübergangstemperatur von ASA (105 ºC) ist etwas höher als die von ABS (100 ºC).
• Einfacher Druck: ASA lässt sich etwas leichter bedrucken als ABS und neigt weniger zum Verziehen, insbesondere bei großen Teilen.
• Weniger Spannungsrisse: ASA ist auch weitaus weniger anfällig für Spannungsrisse (Environmental Stress Cracking, ESC). ESC ist ein unerwartetes Versagen thermoplastischer Kunststoffe, insbesondere amorpher Kunststoffe, aufgrund von Sprödigkeit, die meist durch anhaltende Belastung und den Kontakt mit korrosiven Substanzen verursacht wird.
• Vielseitiger Kunststoff: ASA kann mit anderen Kunststoffen verklebt und verschweißt werden (traditionelles oder Lösungsmittelschweißen), mit anderen Polymeren koextrudiert oder als Additiv verwendet werden, um die Wärmeverformung oder Witterungseinflüsse anderer Kunststoffe zu verringern.

Aufgrund dieser fortschrittlichen Eigenschaften wird ASA oft als technischer Kunststoff bezeichnet. Es wird in Umgebungen verwendet, in denen es in hohem Maße Luft, Regen, Kälte und Meerwasser ausgesetzt ist, z. B. für Dachabdeckungen, Abzweigdosen, Frontgitter von Autos, Spielzeug, Rohre, Bauprofile und mehr.

Bild 2: Mit dem CarbonX ASA CF 15 Filament gedrucktes Teil. Quelle: 3DXtech.

Im 3D-Druck wird ASA für die Herstellung von Teilen verwendet, die Stöße und Aufprallenergie sowie eine längere Exposition gegenüber ungünstigen Witterungsbedingungen aushalten müssen, ohne zu brechen oder sich zu zersetzen.

Der Zusatz von Karbonfasern

Filamente für technische Anwendungen werden häufig mit Kohlenstoff- oder Glasfasern gemischt, um das Filament für die vorgesehene Aufgabe vorzubereiten. Kohlefasern (CF) machen das Filament steifer und formstabiler, was die Gefahr des Verziehens deutlich verringert. Außerdem sind mit CF-verstärkten Filamenten gedruckte Teile aufgrund ihres geringeren Gewichts eine gute Alternative zu Metallteilen. Aufgrund all dieser Eigenschaften eignen sich kohlefaserverstärkte Filamente für die Automobilindustrie (hohe Zugfestigkeit und Modul, hohe Temperaturtoleranz und geringe Wärmeausdehnung) und die Luft- und Raumfahrtindustrie (bis zu 50 % weniger Gewicht bei gleichbleibender Funktionalität).

Bild 3: Größenvergleich zwischen einer Kohlenstofffaser und einem menschlichen Haar. Quelle: 3DXtech.

Das CarbonX ASA CF 15 Filament kombiniert die hervorragenden thermomechanischen Eigenschaften von ASA mit dem geringeren Gewicht, der höheren Festigkeit und der matten Oberfläche von kohlenstoffangereicherten Filamenten. Dadurch eignet sich CarbonX ASA CF 15 perfekt für den 3D-Druck von Teilen, die leicht, aber stabil sein müssen, sowie für Teile, die rauen Witterungsbedingungen oder ständigen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Diese Eigenschaften sind in der Luft- und Raumfahrt, im Bauwesen, beim Militär und im Motorsport sehr gefragt. Der CarbonX ASA CF 15 kann auf jedem Desktop-3D-Drucker gedruckt werden. Obwohl es sich um einen Kunststoff in Industriequalität handelt, ist er viel einfacher zu drucken, mit einem geringeren Risiko der Verformung und einer besseren Haftung dank der zusätzlichen Kohlefasern.