Essentium PA-CF

Essentium ist ein industrieller 3D-Drucker- und Filamenthersteller mit Sitz in den USA, Asien und Europa, der die 3D-Drucklandschaft revolutioniert und in die Industrie 4.0 gebracht hat. Die Lösungen von Essentium haben vielen Unternehmen dabei geholfen, Prototypen zu entwickeln und zuverlässige Produkte in großem Umfang intern, schnell und kostengünstig herzustellen. Das Materialportfolio von Essentium umfasst mehr als 45 innovative Spezialfilamente, hauptsächlich Polymere und Mischungen, die für Festigkeit, Flexibilität und hohe mechanische Leistung unter den anspruchsvollsten industriellen Bedingungen entwickelt wurden.

Die Filamente von Essentium finden in vielen Bereichen Anwendung, unter anderem in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, in der Biomedizin, in der Konsumgüter- und Elektronikindustrie. Essentium hat derzeit mehr als 150 Patente angemeldet.

Essentium’s PA CF

Das PA-CF-Filament von Essentium ist Teil des breiten Materialportfolios des Herstellers. Dieses Filament besteht zu 89 % aus Nylon (Polyamid), verstärkt mit 10 % Kohlenstofffasern.

Bild 1: Mit Essentium PA CF bedrucktes Teil. Quelle: Essentium.

PA, gemeinhin als Nylon bekannt, ist ein preiswertes und vielseitiges Material, das dank seiner Haltbarkeit, Flexibilität, Thermoplastizität und Beständigkeit gegen Abrieb, Reibung, Korrosion und Chemikalien häufig im 3D-Druck eingesetzt wird. Obwohl die ersten Anwendungen vor allem in der Konsumgüterindustrie (Zahnbürsten, Damenstrümpfe) zu finden waren, fand Nylon schnell weitere, eher technische Verwendungen, z. B. beim US-Militär zur Herstellung von Fallschirmen, Seilen, kugelsicheren Westen und Helmauskleidungen.

Nylon wird heute in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, in der Medizin und im Sport verwendet. Im 3D-Druck kann es in Form von Pulver (SLS und MJF), Pellets und Filamenten (FDM) verwendet werden.

Der Zusatz von Kohlenstofffasern

Filamente für technische Anwendungen werden häufig mit Kohlenstoff- oder Glasfasern verstärkt, um das Filament für die jeweilige Aufgabe zu optimieren. Durch die Zugabe von Kohlenstofffasern (CF) wird das gedruckte Teil steifer, formstabiler und ist aufgrund seines geringeren Gewichts ein hervorragender Ersatz für Metallteile. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich CF-verstärkte Kunststoffe hervorragend für die Automobilindustrie (hohe Zugfestigkeit und Modul und Toleranz gegenüber hohen Temperaturen) und die Luft- und Raumfahrtindustrie (Gewichtsreduzierung um bis zu 50 % bei gleichbleibender Funktionalität).

Bild 2: Die Mehrschichttechnologie von Essentium, die in den kohlenstoffangereicherten Filamenten verwendet wird. Quelle: Essentium.

Dieses PA CF, das von BASF formuliert und von Essentium hergestellt wird, vereint das Beste aus zwei Welten (Nylon und Kohlenstofffaser). Sie produziert starke, langlebige, hitze- und stoßbeständige Teile. Es ist so optimiert, dass es weniger Feuchtigkeit aufnimmt als normales Nylon, wodurch es sich leichter bedrucken lässt. Mit diesem PA CF gedruckte Teile können Temperaturen von über 150°C standhalten und beginnen sich erst bei 178°C (HDT) zu verformen.

Bild 3: Mit Essentium PA CF gedruckte Beinprothesenelemente. Quelle: Essentium.

Dank dieser Eigenschaften wird dieses Filament für die biomedizinische Industrie (Prothesen und orthopädische Geräte), den Werkzeugbau (Handwerkzeuge, Vorrichtungen, die Festigkeit und Steifigkeit erfordern) oder das Rapid Prototyping und den Guss in der Konsumgüterindustrie und der Auftragsfertigung empfohlen.