Die Evolution der Materialien für den funktionalen 3D-Druck
In den letzten Jahren hat sich der FFF-3D-Druck (Fused Filament Fabrication) über die experimentelle Phase hinaus entwickelt und ist zu einer echten Produktionstechnologie geworden, selbst für strukturelle und industrielle Komponenten.
Dieser Wandel ist auf die Einführung von verstärkten technischen Filamenten für den 3D-Druck zurückzuführen, die entwickelt wurden, um gedruckten Teilen mechanische Festigkeit, Dimensionsstabilität und fortschrittliche funktionelle Eigenschaften zu verleihen.
Zu den führenden Unternehmen dieser Entwicklung gehört LATI3Dlab, eine spezialisierte Abteilung von LATI Industria Termoplastici, die über siebzig Jahre Erfahrung mit technischen Compounds in die Welt der additiven Fertigung einbringt.
Heute bietet LATI3Dlab eine Reihe von etwa 30 AM-Compounds an, darunter Formulierungen:
- verstärkt mit Glas- oder Kohlenstofffasern,
- flammhemmend,
- selbstschmierend oder metalldetektierbar,
- elektrisch und thermisch leitfähig,
- strahlungsabschirmend oder mit dissipativen Eigenschaften.
Zu den Basismaterialien gehören nicht nur PLA, ABS und PETg, sondern auch modifiziertes PA, PP, PPS und PEEK, um ein breites Spektrum an technischen Anforderungen abzudecken.
LATAMID 12 AM H2 K/05: Hochleistungsfähiges verstärktes Filament
Ein beispielhaftes Beispiel für verstärktes technisches Filament für den 3D-Druck ist LATAMID 12 AM H2 K/05, das von LATI3Dlab entwickelt und von dem polnischen Unternehmen übernommen wurde Finnotech Sp. z o.o. , spezialisiert auf technische Filamente für die additive Fertigung.
Dieses Material basiert auf einem wärmestabilisierten Polyamid, das entwickelt wurde, um:
- die Feuchtigkeitsaufnahme zu begrenzen,
- eine gleichbleibende Verarbeitbarkeit des Filaments zu gewährleisten,
- eine ausgezeichnete Schichthaftung und Dimensionsstabilität zu gewährleisten,
- mechanischer Ermüdung und Kriechverformung zu widerstehen.
Die Langkohlenstofffaserverstärkung, die sorgfältig entwickelt wurde, bietet Steifigkeit und Elastizität, ohne die strukturelle Flexibilität zu beeinträchtigen, ein wesentlicher Aspekt bei Funktionsteilen, die dynamischen Belastungen ausgesetzt sind.
Reale Anwendung: Motorhalterungen für ein elektrisches Skateboard
Die Wirksamkeit von LATAMID 12 AM H2 K/05 wurde von Finnotech Sp. z o.o. demonstriert, das es zur Herstellung von Motorhalterungen im FFF-3D-Druck für ein neues Modell eines elektrischen Skateboards verwendete.
Die Designanforderungen waren besonders anspruchsvoll:
- hohe mechanische Festigkeit,
- gleichmäßige Spannungsverteilung entlang der Struktur,
- Fähigkeit, Vibrationen zu absorbieren und Spannungskonzentrationen zu reduzieren.
Bei übermäßig steifen Materialien hätten die Motorbefestigungsbedingungen am Metallrahmen zu lokalisierten Ausfällen führen können.
Die verstärkte LATAMID 12 AM H2 K/05-Verbindung gewährleistete dank ihrer Kombination aus Zähigkeit und Steifigkeit eine kontrollierte Spannungsverteilung, wodurch die Dimensionsstabilität und der Widerstand über die Zeit erhalten blieben.
Die Optimierung der Füllung und der Ausrichtung der Druckschicht ermöglichte auch:
- das Fehlen sichtbarer Verformungen,
- kein Kriechversagen,
- funktionelle Stabilität auch unter längerer Belastung.
Vorteile von verstärkten technischen Filamenten
Die Verwendung von technischen Compounds für den 3D-Druck ermöglicht es, die Einschränkungen von Standardmaterialien wie PLA oder ABS zu überwinden und den 3D-Druck auf funktionelle und strukturelle Komponenten auszudehnen.
| Eigenschaften | Verstärktes technisches Filament | Standardfilament |
| Elastizitätsmodul | Bis zu 3–4 GPa | 1–2 GPa |
| Thermische Beständigkeit | >120°C | 50–70°C |
| Mechanische Festigkeit | Hoch (Langfaser) | Mittel |
| Feuchtigkeitsaufnahme | Gering | Hoch |
| Dimensionsstabilität | Ausgezeichnet | Begrenzt |
| Anwendungen | Mechanisch, industriell, strukturell | Ästhetische Prototypen |
Dank dieser Leistungen sind verstärkte Filamente ideal für die Herstellung von technischen Teilen, strukturellen Trägern, mechanischen Komponenten, Gehäusen, Zahnrädern und elektrischen Gehäusen.
Fortschrittliche Materialien für die additive Fertigung
LATI3Dlab entwickelt weiterhin innovative AM-Compounds, darunter:
- verstärkte Polyamide für funktionelle Anwendungen,
- PPS und PEEK für Hochtemperaturumgebungen,
- leitfähige Materialien für ESD- und ATEX-Anwendungen,
- nachhaltige und biobasierte Polymere zur Reduzierung der Umweltbelastung.
Diese technischen Filamente für den 3D-Druck ermöglichen die Kombination von Leichtigkeit, Präzision und Robustheit und eröffnen neue Möglichkeiten für industrielles Design und funktionelles Prototyping.
Fazit
Möchten Sie die Leistung Ihrer 3D-gedruckten Komponenten verbessern?
Entdecken Sie das LATI-Sortiment an verstärkten technischen Filamenten für den 3D-Druck, die für strukturelle und industrielle Anwendungen entwickelt wurden.
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FAQ – Verstärktes technisches Filament für den 3D-Druck
- Wann ist es ratsam, ein verstärktes technisches Filament zu verwenden?
Wenn eine hohe mechanische Festigkeit, thermische Stabilität und Dimensionsgenauigkeit erforderlich sind, wie z. B. bei funktionellen oder mechanischen Teilen. - Welche Verstärkungen verbessern die Filamentleistung?
Glasfasern erhöhen die Steifigkeit und Festigkeit, während Kohlenstofffasern die Leichtigkeit, Leitfähigkeit und Stabilität verbessern. - Sind verstärkte Filamente mit Standard-FFF-Druckern kompatibel?
Ja, aber eine gehärtete Düse und eine geeignete Extrusionstemperatur (>260 °C) werden empfohlen, um faserige Verstärkungen zu verarbeiten.
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