Kunststoff 3D Druck - für Einzelteile und Serie

Der Kunststoff 3D Druck ist der Ursprung der gesamten additiven Fertigung mit 3D Druckern. Bereits vor über 40 Jahren wurden die ersten Versuche mit dem SLS-Verfahren gestartet, welche sich innerhalb weniger Jahre als unglaublicher Erfolg herausstellten. Und genau deshalb ist der Kunststoffdruck so beliebt.

Seit den ersten Druckversuchen wurden die Techniken immer weiter ausgebaut und verfeinert, weshalb sie bis heute so erfolgreich und gut funktionieren. Die Erfahrung im gesamten Bereich des 3D Druck Kunststoff sorgt heutzutage für eine äußerst ausgereifte Technik, die sowohl für die Einzelteil- als auch die Serienfertigung geeignet ist.

Auch die über die Jahre immer größer werdende Vielfalt beim Kunststoff 3D Druck eröffnet nahezu unbegrenzte Möglichkeiten. Eine riesige Auswahl an Materialien, welche für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete individuelle Eigenschaften mit sich bringen, sorgen in Kombination mit den verschiedenen Druckverfahren für ein sehr großes Spektrum der Verwendbarkeit für 3D Druck Kunststoff.

Vor allem im Vergleich zum Metalldruck bewegen sich die Kosten beim Kunststoff 3D Druck in einem humanen Rahmen. Das liegt vor allem an der sehr ausgereiften Technik und den vergleichsweise niedrigen Materialkosten. Unter anderem aus diesem Grund eignen sich die Drucker perfekt für Kleinserien und Prototypen.

Um ein besseres und einfacheres Verständnis für spätere Serienteile zu erhalten, dienen erste Prototypen oftmals als Anschauungsobjekt für Kunden oder Entwickler. Da mit dem Kunststoff 3D Druck mittlerweile Oberflächengüten wie beim Spritzgussverfahren in der Serie erreicht werden, eignen sich die Druckteile für erste Tests bestens.

„Acrylnitril-Butadien-Styrol„, besser bekannt als ABS, ist mit einer der am weitverbreitetsten Kunststoffarten. Das Thermoplast kommt vor allem in der industriellen Fertigung zum Einsatz, da es sehr stoßfest und flexibel ist. Für den Kunststoff 3D Drucker ist das Material schmelzbar für das FDM Verfahren, als auch in Pulverform für Polyjet oder SLA-Drucker erhältlich. Einige der gängigsten Verwendungen findet das Material in der Fertigung von Legosteinen, Karosserieteilen bei Fahrzeugen oder auch Haushaltsgeräten.

Ein im Vergleich zum ABS biologisch abbaubares Material für den Kunststoff 3D Drucker ist PLA. Das sog. „Polyactid“ ist ein aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais oder Zuckerrüben bestehender Polyesterwerkstoff, der den Druck in vielen verschiedenen Farben erlaubt. Der Werkstoff ist zwar schwer handzuhaben, wird jedoch häufig in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Da er lebensmittelecht und ölbeständig ist, kommt PLA oftmals bei kurzlebigen Kunststoffverpackungen zum Einsatz.

Ein beim Kunststoff 3D Druck ebenfalls häufig verwendetes Material ist „Acrylester-Styrol-Acrylnitril„, kurz ASA. Es besitzt ähnliche Eigenschaften wie ABS, ist jedoch dank seiner besseren UV-Beständigkeit deutlich besser für den Einsatz im Außenbereich bei hohen Temperaturen geeignet. Aufgrund der vielfältigen Einsetzbarkeit findet ASA Verwendung bei Automobilteilen, die starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Auch für Fertigungswerkzeuge und Alltagsgegenstände wie Wetterstationen und Pflanzbehältern wird es eingesetzt.

Nachbearbeitung beim Kunststoff 3D Druck

Sucht man nach dem kombinierten Begriff „3D Druck Kunststoff“ trifft man schnell auf das Thema der Nachbearbeitung. Abhängig vom Drucker selbst und dem verwendeten Fertigungsverfahren ist teilweise eine Nacharbeit an den gedruckten Teilen notwendig, ohne dabei die mechanischen Eigenschaften zu verändern. Da der Aufbau der Teile beim Kunststoff 3D Druck Schicht für Schicht erfolgt, sind manchmal minimale Übergänge der einzelnen Materialschichten spür- oder sichtbar.

Das Lackieren. 3D Druck Kunststoff Teile können in Abhängigkeit vom gewählten Material wie anders produzierte Teile auch lackiert werden. Dies ist besonders bei Präsentationen oder Vorstellungen von Kundenteilen interessant, da hier die Prototypen in den jeweiligen Farben des Kunden beliebig lackiert werden können. Das Problem hierbei ist jedoch, dass durch den Lackauftrag Material aufgebaut wird, welches nicht abriebfest ist und dabei das Maß verändert.

Soll das nicht passieren, muss die Teilefarbe mittels Färbens geändert werden. Dies geht jedoch nicht bei allen Kunststoff 3D Druck Verfahren und Materialien. Wird das richtige Material verwendet, erhält man ein kratzfestes, beständiges und komplett durchgefärbtes Bauteil. Dieser Prozess erfolgt in einem Färbebecken, in welches die Teile für eine bestimmte Zeit gelegt werden. Dadurch ist es möglich, dass die Farbe bis in die kleinste Ecke gelangen kann.

Ein Prozess der, wenn er benötigt wird, in der Regel vor der Farbänderung vorgenommen wird, ist das chemische Glätten. Hierbei werden beim Kunststoff 3D Druck bei im Laser-Sinter-Verfahren hergestellten Teilen extrem glatte Flächen erzeugt. Eine chemische Reaktion verändert die Oberfläche und glättet sie. Dadurch erhält man Teile in nahezu Spritzgussqualität. Dies ist jedoch nicht für alle Materialien geeignet (möglich z.B. bei ABS, TPU, PA12, …).