Heutzutage erfreuen sich immer mehr Anwender an der additiven Fertigung. Die Entwicklung in diesem Bereich betrifft nicht nur 3D-Drucker, sondern die Filamenthersteller setzen zunehmend auf die Produktion innovativer und origineller Materialien, um sich auf dem Markt abzuheben und Alternativen zu den Standardkunststoffen (PLA, ABS, PETG, etc.) anzubieten.
Um alternative Materialien für den FDM-3D-Druck zu klassifizieren, können mindestens zwei Typen unterschieden werden:
- Filamente, die spezifische Eigenschaften oder Merkmale bieten, die in Standardfilamenten nur schwer zu finden sind.
- Filamente, die den mit diesem Material gedruckten 3D-Teilen ein originelles Aussehen oder Finish verleihen.
Die meisten dieser Filamente bestehen aus einem Basispolymer (in der Regel ein Standardkunststoff), das mit anderen Materialien wie Fasern, Pulver usw. kombiniert ist.
In diesem Artikel wollten wir eine Zusammenstellung von 5 der innovativsten und originellsten alternativen Filamente auf dem heutigen Markt machen. Alle können mit fast jedem FDM-3D-Drucker verwendet werden, selbst mit den einfachsten, da das verwendete Basispolymer meist PLA ist.
1. Metallische Filamente
FDM-3D-Druckfilamente mit metallischen Oberflächen sind schon seit einiger Zeit erhältlich. Diese Filamente bestehen in der Regel aus PLA und einer kleinen Menge Metallpulver, wodurch 3D-gedruckte Teile mit diesem Material schleifbar und polierbar sind, was zu einem metallisch aussehenden Finish führt.
Filamenthersteller wie The Virtual Foundry sind jedoch einen Schritt weiter gegangen und bieten PLA-basierte Filamente mit einem hohen Metallpulveranteil an. Teile, die mit diesen Materialien gedruckt werden, können einem Sinterprozess unterzogen werden, wodurch vollständig metallische Teile durch FDM-3D-Druck erreicht werden, was bisher unvorstellbar war.
Bild 1: 3D-Druckteil mit Filamet Copper und Teil nach dem Sintern. Quelle: The Virtual Foundry.
Unter den Filamet-Metallfilamenten von The Virtual Foundry finden Sie unter anderem Kupferfilamente, 316L-Edelstahlfilamente, Wolframfilamente oder Inconel-Filamente.
2. Leitfähige flexible Filamente
Auf dem Markt finden Sie einige PLA-basierte Filamente mit leitfähigen Eigenschaften, wie z. B. das leitfähige PLA-Filament von Proto-Pasta.
Leitfähige Filamente zu finden, die auch andere Eigenschaften wie z. B. Flexibilität erfüllen, ist etwas viel Komplizierteres, aber dank Recreus möglich, das kürzlich sein neues Material auf den Markt gebracht hat: Filaflex Conductive.
Video 1: Wie das Filaflex Conductive Filament funktioniert. Quelle: Recreus.
Filaflex Conductive ist ein TPU-Filament mit einer Shore-Härte von 92A mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, einfach zu drucken und leitfähigen Eigenschaften. Daher ist es ein sehr nützliches Material für die Entwicklung von Geräten der Wearable-Elektronik, obwohl es viele andere mögliche Anwendungen hat. Zweifelsohne ein innovatives Material mit vielen Möglichkeiten.
3. Kompostierbare Filamente mit hohen Eigenschaften
Zweifellos hat die Entwicklung von 3D-Druckmaterialien einen langen Weg in Richtung Nachhaltigkeit und der Suche nach einer geringeren Umweltbelastung zurückgelegt.
Bisher war eine der nachhaltigsten Optionen im FDM-3D-Druck PLA, ein biologisch abbaubares, aus natürlichen Ressourcen gewonnenes Polymer, das aus der aus Mais, Zuckerrüben oder Weizen gewonnenen Stärke hergestellt wird. PLA besitzt gute mechanische Eigenschaften, hat aber eine recht niedrige Erweichungstemperatur, was es für einige Anwendungen ungeeignet macht.
Hier wird NonOilen geboren, die jüngste Neueinführung des renommierten Filamentherstellers Fillamentum. NonOilen zeichnet sich durch gute mechanische Eigenschaften aus, ähnlich denen von PE, PP oder Nylon, sowie durch die Eignung für den Lebensmittelkontakt und die Spülmaschinenfestigkeit.
Bild 2: Mit NonOilen bedrucktes Stück mit Eigenschaften. Quelle: Filament2print.
4. Biokomposit-Filamente
Mehrere Filamenthersteller haben sich für die Entwicklung von PLA-basierten Filamenten entschieden, die mit Partikeln aus der Wiederverwendung, dem Recycling oder der Entsorgung von verschiedenen organischen Materialien gefüllt sind.
Dies ist der Fall bei Francofil mit seinen Austern-, Jakobsmuschel-, Muschel-, Weizen- oder Kaffeefäden; oder bei 3D Fuel mit seinen aufgewickelten (Kaffee), verschlungenen (Hanf) oder gesummten (Bier) Fäden. Alle diese Filamente bieten eine Alternative zu anderen, aus Erdöl gewonnenen Materialien und haben eine geringere Umweltbelastung. Darüber hinaus sind sie der Kreislaufwirtschaft verpflichtet und verwenden lokale Rohstoffe für die Herstellung von Filamenten.
Bild 3: Mit Francofil-Biokomposit-Filamenten gedruckte Teile. Quelle: Francofil.
Die Verwendung dieser Materialien verleiht 3D-gedruckten Teilen ein rustikales Finish, in einigen Fällen sogar mit einer gewissen Textur, die hilft, die beim 3D-Druck mit FDM-Technologie erzeugten Schichten zu verbergen.
5. Filamente mit Steinpartikeln
Holzfilamente sind allen Anwendern von FDM-3D-Druckern aufgrund der Originalität der Filamente und der Oberflächen, die dem natürlichen Holz sehr ähnlich sind, bekannt.
Bild 4: Steinfilamente. Quelle: Formfutura.
In diesem Sinne hat Formfutura Stonefil-Steinchenfilamente entwickelt, die eine Füllung von ca. 50% Steinchen enthalten. Diese Fäden bieten eine sehr auffällige raue und matte Oberfläche, ähnlich wie Naturstein, und sind in verschiedenen Farben erhältlich. Wie bei Holzfilamenten können durch Variation der Extrusionstemperatur unterschiedliche Farbtöne erzielt werden. Zweifellos sind diese Filamente ideal für die Herstellung von dekorativen Elementen, sowie für den 3D-Druck von Architekturmodellen.
Dies ist nur eine kleine Auswahl der innovativsten Materialien, die für den FDM-3D-Druck zur Verfügung stehen, denn mittlerweile gibt es eine breite Palette von Materialien, die den Anforderungen jedes Anwenders und jeder Anwendung gerecht werden.
