Was ist das stärkste Material für den 3D-Druck? Ein vollständiger Leitfaden zur Materialfestigkeit

Die Begriffe Festigkeit und Zähigkeit werden oft verwechselt. Glas (Kalk-Natron-Glas, die am weitesten verbreitete Glassorte) ist ein starkes Material. Es hat fast die gleiche Biegefestigkeit wie Aluminium, wenn es gehärtet ist, ist dabei aber leichter und genauso steif. Trotzdem bauen wir keine Flugzeuge aus Glas, im Gegenteil, der Begriff Glas wird oft als Synonym für Zerbrechlichkeit genannt. Der Grund dafür ist die Zähigkeit: Glas ist, wie die meisten keramischen Materialien, nicht zäh. Glas ist etwa 40 Mal weniger zäh als Aluminium, und diese mangelnde Zähigkeit macht es für viele technische Anwendungen unbrauchbar, da es interne Spannungen nicht umverteilen sowie Stössen und dynamischen Belastungen nicht standhalten kann.

Beim 3D-Druck tritt ein ähnliches Phänomen bei zwei der beliebtesten Filamente auf. Manchmal hört man, dass „ABS stärker als PLA ist“, aber das stimmt nicht. PLA ist deutlich stärker und steifer als ABS (je nach Filament etwa anderthalb Mal). ABS ist zäher, und genau diese Zähigkeit macht es zu einem begehrten technischen Werkstoff.

Aber was ist das stärkste 3D-Druckmaterial? Was ist das zäheste Material? Beim 3D-Druck hängt die Bestimmung der Festigkeit oder Zähigkeit von 3D-gedruckten Teilen stark von der gewählten Drucktechnologie und dem gewählten Material ab, da jedes eine andere Balance zwischen Zug- und Schlagfestigkeit bietet.

Ausgehend vom Materialportfolio unseres Partners Formlabs werden in diesem Leitfaden die mechanischen Eigenschaften der gängigsten Materialien verglichen, darunter PLA, ABS, Nylon, Kohlefaserverbundwerkstoffe, Stereolithografie-Kunststoffe (SLA) und Pulver für das selektive Lasersintern (SLS) sowie die gängigsten 3D-Drucktechnologien Fused Deposition Modeling (FDM), SLA und SLS sowie andere Faktoren, die die Materialfestigkeit beeinflussen.

Materialien verstehen: Die Definition von Festigkeit im 3D-Druck

Festigkeit ist wichtig, wenn Funktionsteile wie Werkzeuge, Vorrichtungen, Halterungen oder andere Teile gedruckt werden, die realen Belastungen standhalten müssen. Der Begriff Festigkeit kann jedoch sehr unterschiedliche Definitionen haben. Wenn ein Teil als „fest“ beschrieben wird, kann dies bedeuten, dass es einer hohen Belastung standhält, stoss- und bruchfest ist oder Hitze und anderen Umwelteinflüssen widersteht.

In der Materialwissenschaft hat der Begriff Festigkeit eine engere Definition: Es ist die maximale Belastung, der ein Teil standhalten kann, ohne zu brechen. Als Belastung bezeichnet man dabei die ausgeübte Kraft geteilt durch die Querschnittsfläche des Teils, um Unterschiede in der Geometrie zu berücksichtigen. Eine weitere wichtige Eigenschaft im Zusammenhang mit dem Belastungsverhalten eines Materials ist die Steifigkeit. Die Steifigkeit ist das Ausmass der Dehnung oder Verformung, die durch eine bestimmte Belastungseinheit verursacht wird. Festigkeit und Steifigkeit können durch Ziehen (Zugfestigkeit) oder Biegen (Biegefestigkeit) gemessen werden. Festigkeit und Steifigkeit sind die relevantesten Eigenschaften für einen Lastfall, bei dem ein Bauteil eine schwere statische Last tragen muss, wie beispielsweise eine Halterung. Nicht alle Lasten sind statisch, und es gibt andere Eigenschaften, welche die Materialleistung unter dynamischeren Lastfällen, wie beispielsweise Stössen, charakterisieren.

Wenn wir von der Zähigkeit von Materialien sprechen, beschreiben wir die Fähigkeit eines Materials, Energie zu absorbieren und sich plastisch zu verformen, ohne zu brechen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Zähigkeit zu messen. Eine Möglichkeit besteht darin, die Energie zu messen, die von einem aus einem Pendel geschwungenen Hammer oder einem fallenden Gewicht absorbiert wird. Dies wird als Schlagfestigkeit bezeichnet. Diese Messungen haben Energieeinheiten (oft J, J/m oder J/m2), im Gegensatz zur Festigkeit, die in Kraft pro Fläche (normalerweise in Pascal oder PSI) gemessen wird. Izod, Charpy und Gardner sind drei beliebte Arten von Schlagprüfungen. Die Zähigkeit kann auch auf andere Weise charakterisiert werden, beispielsweise durch Messung der Energie, die erforderlich ist, um einen Riss ausbreiten zu lassen. Zähigkeit ist wichtig, wenn Sie ein Teil benötigen, das extremen dynamischen Belastungen standhalten muss, wie beispielsweise ein Schutzgehäuse.

Bevor wir 3D-Druckmaterialien vergleichen, ist es wichtig zu klären, was die zur Messung der Festigkeit verwendeten mechanischen Eigenschaften bedeuten. Im 3D-Druck ist Festigkeit oft eine Kurzform für eine Kombination der folgenden mechanischen Eigenschaften: Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Biegefestigkeit, Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) und Steifigkeit.

Zugfestigkeit (Bruchfestigkeit)

Die Zugfestigkeit misst die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Versagen unter Spannung. Es ist die maximale Belastung, der ein Material standhalten kann, während es gedehnt oder gezogen wird, bevor es versagt. Stellen Sie sich vor, Sie ziehen an einem Seil an beiden Enden, bis es sich dauerhaft verformt oder reisst. Die maximale Kraft, der es standhält, geteilt durch die Querschnittsfläche, ist die Bruchfestigkeit.

• Warum das wichtig ist: Eine hohe Zugfestigkeit ist entscheidend für Teile, die hängen, statische Lasten tragen oder auseinandergezogen werden, wie zum Beispiel Hebehaken oder Halterungen.
• Messung: Spannung (Kraft pro Fläche), normalerweise in Megapascal (MPa)

Biegefestigkeit

Die Biegefestigkeit ist die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Versagen unter Biegebelastung. Diese wird in der Regel mit einem Dreipunkt-Biegetest geprüft, bei dem eine Probe von zwei Stützen gehalten und in der Mitte belastet wird. Beim Biegen wirkt auf eine Oberfläche Zugkraft, da sie sich auseinanderziehen will, während auf die gegenüberliegende Oberfläche Druckkraft wirkt, da sie zusammengedrückt wird. Kunststoffe haben in der Regel sehr gute Eigenschaften bei Druckbelastung, und die Biegefestigkeit ist normalerweise höher als bei reiner Zugbelastung.

• Warum das wichtig ist: Eine hohe Biegefestigkeit ist entscheidend für Teile, die Biegekräften standhalten müssen, wie zum Beispiel Träger, Hebel, Auslegerkonsolen und Rahmen.
• Messung: Spannung (Kraft pro Fläche), in der Regel in Megapascal (MPa)

Elastizitätsmodul

Der so genannte Elastizitätsmodul, der beschreibt, wie stark sich ein Material unter Belastung elastisch verformt, kann in Zug- oder Biegebeanspruchung gemessen werden.

• Warum das wichtig ist: Ein steifes Teil (hoher Elastizitätsmodul) behält unter Belastung seine Form, während ein flexibles Teil (niedriger Elastizitätsmodul) sich verformt oder dehnt. Für eine Bohrvorrichtung ist ein hoher Modul wünschenswert, um sicherzustellen, dass sich die Bohrposition unter Belastung nicht verschiebt. Für ein Schnappgehäuse ist ein Gleichgewicht wünschenswert, mit ausreichender Flexibilität zum Einrasten, aber ausreichender Steifigkeit zum Halten.
• Messung: Spannung pro Dehnungseinheit – in der Regel GPa oder MPa, da die Dehnung als Verhältnis zur ursprünglichen Länge behandelt wird. Auch wenn die Einheit mit der Festigkeit identisch ist, wird die Spannung pro Prozent Dehnung gemessen. Ein Material mit einem Modul von 1000 MPa benötigt eine Spannung von 10 MPa, um sich um 1 Prozent seiner ursprünglichen Länge zu dehnen.

Schlagfestigkeit (Izod-, Charpy- oder Gardner-Schlagfestigkeit)

Die Schlagfestigkeit misst die Fähigkeit eines Materials, Stösse und plötzliche Energie aufzunehmen, ohne zu brechen. Ein Material mit hoher Zugfestigkeit, aber geringer Schlagfestigkeit (wie Glas oder Standard-PLA) gilt als „spröde“. Wenn Sie ein Teil benötigen, das Stürzen oder Stössen standhält, achten Sie auf eine hohe Schlagfestigkeit. Für die Izod- und Charpy-Schlagfestigkeit können die Proben entweder „ungekerbt” oder „gekerbt” sein, wobei eine kleine V-förmige Kerbe in das Teil geschnitten wird. Diese Kerbe dient als Ausgangspunkt für die Rissausbreitung und macht den Test wesentlich schwieriger.

• Warum das wichtig ist: Entscheidend für Schutzgehäuse, Drohnenteile, Vorrichtungen, Halterungen, Werkzeuge oder Gegenstände, die herunterfallen könnten.
• Messung: Aufgenommene Energie geteilt durch die Dicke oder Fläche der Prüfprobe (J/m) oder kJ/m². Bei der Gardner-Schlagzähigkeit wird nur die Energie angegeben.

Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT)

Die HDT ist die Temperatur, bei der sich ein Polymer unter einer bestimmten Belastung verformt. Die HDT ist die bevorzugte Methode zum Vergleich der Temperatur, bei der die Belastbarkeit abnimmt. Die Glasübergangstemperatur (Tg) wird manchmal als Ersatz für die HDT verwendet, und während dies für amorphe Thermoplaste wie ABS gut funktioniert, können sich Tg und HDT bei semikristallinen Materialien (Nylon, PP) und Duroplasten wie SLA-Harzen stark von der HDT unterscheiden.

• Warum das wichtig ist: „Starke” Teile sind nutzlos, wenn sie sich in einem heissen Auto oder in einem Gehäuse mit Elektronik verziehen. Dies ist wichtig für Teile in mechanischen Baugruppen, Maschinen oder Teile, die in heissen Umgebungen verwendet werden.
• Messung: Versagtemperatur in Grad Celsius (°C) bei einer Belastung von 0,45 MPa oder 1,8 MPa.

FDM vs. SLA vs. SLS: Welche 3D-Drucktechnologie ist stärker?

Die Druckfestigkeit hängt nicht nur vom Material ab. Ob FDM, SLA oder SLS – die Drucktechnologie bestimmt die strukturelle Integrität des Endprodukts. Die grundlegenden Unterschiede liegen in der Druckqualität, den Kosten und der Materialvielfalt.

FDM

Mit FDM lassen sich starke Teile herstellen, diese sind jedoch anisotrop und in der Regel entlang der Z-Achse deutlich schwächer.

FDM-Drucker bauen Teile auf, indem sie geschmolzenen Kunststoff Schicht für Schicht extrudieren. Während die Verbindung innerhalb einer einzelnen Schicht (X- und Y-Achse) stark ist, ist die Verbindung zwischen den Schichten (Z-Achse) deutlich schwächer, oft um 30 bis 50 Prozent.

SLA

SLA-Drucker verwenden einen Laser, um flüssiges Harz auszuhärten. Durch diesen chemischen Prozess entstehen bei der Bildung jeder Schicht kovalente Bindungen. Daher sind SLA-Teile isotrop: Sie weisen eine gleichmässige Festigkeit in der X-, Y- und Z-Achse auf.

Ingenieure haben mit SLA mehr Gestaltungsfreiheit als mit FDM. Sie können ein Teil für eine optimale Oberflächenbeschaffenheit oder Druckgeschwindigkeit ausrichten, ohne befürchten zu müssen, dass eine Belastung aus dem „falschen” Winkel zu einer Delaminierung führt. Mit fortschrittlichen technischen Harzen kann SLA mehrere FDM-Filamente in Bezug auf Zugfestigkeit und Steifigkeit übertreffen.

SLS

SLS-Drucker verwenden einen Hochleistungslaser, um ein thermoplastisches Pulver zu sintern. Wie bei SLA entstehen durch den Sinterprozess nahezu isotrope Teile. Der grösste Vorteil von SLS-3D-Druckern besteht darin, dass sie keine Stützstrukturen für den Druck benötigen.

Der SLS-3D-Druck bietet einige der stärksten 3D-Druckmaterialien, darunter eine Reihe von Nylonpulvern.

FDM vs. SLA vs. SLS: Vergleich der Stärken der Technologien

Materialien im Detail

Vergleichen Sie die Materialoptionen, um das stärkste 3D-Druckmaterial für eine bestimmte Anwendung zu ermitteln. Zusätzliche Empfehlungen werden für die widerstandsfähigsten und hitzebeständigsten Materialien für den FDM-, SLA- und SLS-3D-Druck gegeben.

Die stärksten, widerstandsfähigsten und
hitzebeständigsten FDM-Materialien

Die Materialien werden in die Kategorien „stärkste”, „widerstandsfähigste” und „hitzebeständigste” Materialien unterteilt, wobei Polycarbonat (PC) alle diese Kriterien erfüllt.

Polycarbonat (PC) ist das stärkste Material für Verbraucher, das vor dem Einsatz teurer industrieller Polymere wie PEEK und PEKK erhältlich ist. Es handelt sich um dasselbe Material, das auch in kugelsicherem Glas und Schutzschilden verwendet wird. Im FDM-Druck bietet es im Vergleich zu ABS und Nylon eine deutliche Verbesserung sowohl hinsichtlich der Hitzebeständigkeit als auch der Schlagfestigkeit. Es ist ein anspruchsvolles Material für den Druck und wird oft mit anderen Materialien gemischt, um den Druck zu erleichtern, was jedoch auch zu einer Verringerung der Festigkeit führt.

• Vorteile: Extreme Zähigkeit (Schlagfestigkeit), sehr hohe Hitzebeständigkeit, optische Klarheit (in bestimmten transluzenten Mischungen) und hohe Zugfestigkeit.
• Nachteile: Schwierig zu drucken (erfordert sehr hohe Düsentemperaturen von ~270-310°C), hygroskopisch (nimmt Feuchtigkeit auf) und neigt ohne beheizte Umhüllung zu starker Verformung und Delaminierung.
• Zugfestigkeit: Hoch (60–70 MPa). Es ist stärker als Nylon und ABS und kann erhebliche Belastungen aufnehmen.
• Steifigkeit: Mässig (2–2,5 GPa). Ähnlich wie ABS, aber nicht so steif wie PLA.
• Schlagfestigkeit: Sehr hoch. PC ist wohl das widerstandsfähigste nicht-flexible Filament. Es hält wiederholten schweren Hammerschlägen stand, ohne zu zerbrechen.
• Hitzebeständigkeit: Ausgezeichnet. Mit einer HDT von ~110–130 °C bleibt es auch in Umgebungen starr, in denen PLA und ABS weich würden.
• Am besten geeignet für: Hochtemperatur-Funktionsteile, Automobilkomponenten (unter der Motorhaube), elektrische Gehäuse und transparente, haltbare Abdeckungen.

Insgesamt ist Polycarbonat die beste Wahl für Teile, die stark und hitzebeständig sein müssen, wenn Ihr 3D-Drucker die für den Druck erforderliche Hitze verträgt.

Die stärksten FDM-Materialien

Kohlefaserverstärkte Filamente (CF-Nylon/CF-PETG)

Kohlefaserfilamente bestehen in der Regel aus einem Basis-Kunststoff (wie Nylon, PETG oder ABS), der mit geschnittenen oder gemahlenen Kohlefasern gefüllt ist. Diese Füllstoffe erhöhen die Steifigkeit des Materials, verbessern jedoch in der Regel nicht wesentlich die Zugfestigkeit, es sei denn, es werden längere geschnittene Fasern verwendet, die zu Verstopfungen der Düse führen können. Die Zugabe von Kohlefaserfüllstoffen verringert tendenziell die Verformung von Materialien wie PC und Nylon. Wenn Füllstoffe zu amorphen Materialien wie ABS, PC und PETG hinzugefügt werden, führt die HDT zu minimalen Verbesserungen, während die Zugabe von Füllstoffen zu Nylon zu einer HDT knapp unterhalb der Verarbeitungstemperatur des Materials führen kann.

• Vorteile: Extreme Steifigkeit (hoher Modul), hohe Dimensionsstabilität (besserer Verzugswiderstand als das Grundmaterial), geringes Gewicht, gute Oberflächenbeschaffenheit.
• Nachteile: Abrasiv (erfordert eine Düse aus gehärtetem Stahl zum Drucken), teuer und kann spröder und schwieriger zu drucken sein als das unverstärkte Grundmaterial.
• Zugfestigkeit: Hoch (50–100+ MPa, je nach Grundmaterial). Die Festigkeit kann bei langen Fasern und höherer Belastung höher sein als beim Grundmaterial, bei kleinen Fasern kann die Festigkeit jedoch abnehmen.
• Steifigkeit: Extrem (3–6 GPa). Die Fasern verhindern ein Dehnen des Kunststoffs und reduzieren die Durchbiegung unter Belastung erheblich.
• Schlagfestigkeit: Mässig bis gut. Obwohl es stark ist, bedeutet die zusätzliche Steifigkeit, dass es vor dem Versagen weniger Energie absorbiert als reines Nylon.
• Hitzebeständigkeit: Ausgezeichnet. Die Fasern tragen dazu bei, dass das Teil unter Hitzeeinwirkung seine Form behält, wodurch die Wärmeformbeständigkeitstemperatur oft höher ist als beim Basis-Kunststoff allein und 150–160 °C erreicht.
• Am besten geeignet für: Strukturteile, Drohnenrahmen, Automobilkomponenten, Vorrichtungen und Halterungen, bei denen Steifigkeit entscheidend ist.

Kohlefaserfilamente sind insgesamt die stärksten 3D-Druckerfilamente, die für FDM erhältlich sind, was Steifigkeit und strukturelle Festigkeit angeht.

PEEK (Polyetheretherketon)

PEEK gehört zur PAEK-Familie der Hochleistungsthermoplaste und gilt weithin als eines der stärksten Polymermaterialien. Es wird häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie für medizinische Implantate verwendet und dient als legitimer leichter Ersatz für Metall.

• Vorteile: Extreme chemische Beständigkeit, biokompatibel (sicher für Implantate), hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und feuerbeständig.
• Nachteile: Extrem teuer (oft mehrere hundert Franken pro kg), erfordert spezielle Industriedrucker (Düsentemperaturen ~400 °C oder mehr, Kammertemperaturen ~100 °C oder mehr) und ist schwer zu verarbeiten.
• Zugfestigkeit: Extrem (90-100 MPa). PEEK erreicht fast die Festigkeit einiger Aluminiumlegierungen, ist dabei aber deutlich leichter.
• Steifigkeit: Sehr hoch (3,5–4,5 GPa). PEEK ist eines der steifsten ungefüllten Polymere.
• Schlagfestigkeit: Hoch. Es ist unglaublich zäh und widersteht Ermüdung und Spannungsrissen sehr gut.
• Hitzebeständigkeit: Hervorragend. Es hält einer kontinuierlichen Beanspruchung bei Temperaturen von bis zu 260 °C stand (wenn es geglüht wurde) und eignet sich daher für Motorteile und Ventile in der Luft- und Raumfahrt.
• Am besten geeignet für: Metallersatz, Luft- und Raumfahrtkomponenten, medizinische Implantate und chemische Verarbeitungsanlagen

Insgesamt ist PEEK ein hochleistungsfähiger Werkstoff für den Maschinenbau.

PEKK (Polyetherketonketon)

PEKK ist ein enger Verwandter von PEEK, wird jedoch häufig im 3D-Druck bevorzugt, da es etwas einfacher zu verarbeiten ist. Seine Molekülstruktur ermöglicht eine langsamere Kristallisationsrate, wodurch die inneren Spannungen reduziert werden, die während des Druckvorgangs zu Verformungen führen.

• Vorteile: Geringere Verformung beim Drucken als PEEK, ausgezeichnete Schichthaftung, extreme Chemikalien- und Hitzebeständigkeit, geringe Ausgasung (entscheidend für Weltraumanwendungen).
• Nachteile: Extrem teuer, erfordert industrielle Hardware für hohe Temperaturen, erfordert Tempern (Ausbacken), um die vollen thermischen Eigenschaften freizusetzen.
• Zugfestigkeit: Sehr hoch (80–93 MPa). Obwohl die Rohzugfestigkeit manchmal etwas geringer ist als bei PEEK, weist es oft eine bessere Druckfestigkeit auf.
• Steifigkeit: Hoch (2,5–4 GPa), etwas weniger steif als PEEK, aber immer noch steifer als die meisten ungefüllten Polymere.
• Schlagfestigkeit: Hoch. Wie PEEK ist es langlebig und robust und eignet sich für raue Umgebungen.
• Hitzebeständigkeit: Hervorragend. Ähnlich wie PEEK hält es Temperaturen von weit über 150 °C und nach dem Tempern bis zu ~250 °C oder mehr stand.
• Am besten geeignet für: Luft- und Raumfahrtteile (aufgrund geringer Ausgasung), Öl- und Gaskomponenten sowie Strukturteile, bei denen PEEK zu stark verformt.

PEKK ist oft die stärkste und zuverlässigste Alternative zu PEEK bei der Herstellung von Teilen, die sich verformen könnten.

PLA (Polymilchsäure)

PLA ist das Standardmaterial für die meisten FDM-Drucker. Es lässt sich leicht drucken und erzeugt steife Teile mit guten Details, aber insgesamt geringer Haltbarkeit.

Es hat eine mittlere bis hohe Zugfestigkeit (50–60 MPa), oft höher als ABS oder PETG. Diese Festigkeit täuscht jedoch, da PLA extrem spröde ist.

• Vorteile: Hohe Steifigkeit, leicht zu drucken, erschwinglich.
• Nachteile: Sehr geringe Schlagfestigkeit, geringe Hitzebeständigkeit (verformt sich bei etwa 50 °C), biologisch abbaubar (kann unter UV-Einwirkung/Feuchtigkeit zerfallen).
• Festigkeit: Die Zugfestigkeit ist hoch (53 MPa).
• Steifigkeit: Hoch (2,5–3,5 GPa) PLA ist sehr steif und verformt sich unter Belastung weniger als ABS oder PETG.
• Zähigkeit: Die Schlagfestigkeit ist mit einem Kerbschlagwert von 16 J/m sehr gering. PLA ist spröde; es bricht eher, als dass es sich verbiegt, wenn es getroffen wird.
• Hitzebeständigkeit: Gering. PLA erweicht bei etwa 55–60 °C und ist daher für Hochtemperaturanwendungen ungeeignet. PLA kann oft ähnlich wie PEKK und PEEK geglüht werden, um die thermischen Eigenschaften durch zusätzliche Polymerkristallisation zu verbessern. PLA, das auf diese Weise wärmebehandelt wurde, hat eine Temperaturbeständigkeit von etwa 110 °C bis 130 °C.
• Am besten geeignet für: Ästhetische Modelle, nicht tragende Prototypen, schnelle „Look-like“-Modelle.

Insgesamt eignet sich PLA gut für starre, statische Objekte (wie einen Stifthalter), ist jedoch zu spröde für starke, funktionale mechanische Teile.

Die widerstandsfähigsten FDM-Materialien

PETG (Polyethylenterephthalat, glykolmodifiziert)

PETG ist eine modifizierte Version des gängigen PET-Materials, das zur Herstellung von Wasserflaschen und Lebensmittelverpackungen verwendet wird und die Recycling-Kennzahl „1“ hat. PETG hat eine modifizierte Polymerkette, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern, wodurch es sich für Anwendungen wie Spritzguss und 3D-Druck eignet.

PETG ist eines der am häufigsten verwendeten 3D-Druckfilamente.

• Vorteile: Zäher als PLA und gleichzeitig viel einfacher zu drucken als ABS oder Nylon.
• Nachteile: Kann „Fadenbildung” auf Drucken verursachen.
• Zugfestigkeit: Hoch – (45–55 MPa) Ähnlich wie bei PLA.
• Steifigkeit: Mittel bis hoch (2,0–3,0 GPa) Steifer als ABS und fast so steif wie PLA.
• Schlagfestigkeit: Niedrig bis mässig; in der Regel höher als bei PLA, aber niedriger als bei ABS.
• Hitzebeständigkeit: Niedrig. In der Regel ~70 °C

PETG ist eine Allzweckoption, die hinsichtlich Schlagfestigkeit und Temperaturbeständigkeit zwischen PLA und ABS liegt.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)

ABS ist der Industriestandard für spritzgegossene Konsumgüter (wie LEGO®-Steine). Im 3D-Druck bietet es ein ausgewogenes Festigkeitsprofil. Es hat eine geringere Zugfestigkeit als PLA (~34-36 MPa), aber eine deutlich höhere Schlagfestigkeit und Duktilität.

• Vorteile: Verformt sich vor dem Brechen (duktil), widersteht Temperaturen bis zu ~85 °C, kann mit Aceton geglättet werden.
• Nachteile: Neigt während des Druckvorgangs zum Verziehen, setzt krebserregende Dämpfe frei, geringere Rohzugfestigkeit.
• Zugfestigkeit: Geringer als bei PLA, aber für viele Kunststoffteile ausreichend.
• Steifigkeit: Mässig.
• Schlagfestigkeit: Mässig. ABS ist schlagfester als PLA, neigt jedoch zu einer schlechten Schichthaftung, was zu leichteren Brüchen in Z-Richtung führt.
• Hitzebeständigkeit: Mässig. Es hält Temperaturen von bis zu ~85–95 °C stand.
• Am besten geeignet für: Langlebige Konsumgüter, Gehäuse, Teile, die Hitzebeständigkeit erfordern.

ABS ist eine häufige Antwort auf die Frage, welches das stärkste 3D-Druckerfilament für den allgemeinen Gebrauch ist, da es eine zuverlässige Wahl für Funktionsteile ist, die Stürze oder eine heisse Umgebung überstehen müssen. Allerdings entwickelt es Dämpfe und kann auf preisgünstigen Geräten schwierig zuverlässig zu drucken sein.

Nylon (Polyamid)

Nylon (Polyamid) gilt weithin als einer der widerstandsfähigsten Thermoplaste. Im Gegensatz zu PLA (das steif ist) oder ABS (das duktil ist) bietet Nylon eine einzigartige Kombination aus Festigkeit, Flexibilität und Verschleissfestigkeit.

Nylon ist das Material der Wahl für Funktionsteile, die wiederholten mechanischen Belastungen, Reibung oder Ermüdung standhalten müssen, ohne zu brechen. Es ist selbstschmierend und eignet sich daher ideal für Zahnräder und bewegliche Teile. Die Eigenschaften von Nylon variieren je nach Qualität erheblich, und viele Filamente sind Mischungen aus verschiedenen Nylonsorten wie PA6, PA12 und PA11.

• Vorteile: Hohe Schlagfestigkeit, niedriger Reibungskoeffizient, ausgezeichnete chemische Beständigkeit und hohe Ermüdungsfestigkeit.
• Nachteile: Stark hygroskopisch (nimmt schnell Feuchtigkeit aus der Luft auf und ruiniert Drucke), neigt zu Verformungen, erfordert hohe Drucktemperaturen. Nylonfilamente werden häufig mit Kohlefaser gefüllt, um die Schrumpfung zu reduzieren und das Material leichter druckbar zu machen.
• Zugfestigkeit: Hoch (40–80 MPa). Diese variiert stark je nach Qualität und Feuchtigkeitskonditionierung. Trockenes Nylon ist fester und steifer, aber der Feuchtigkeitsgehalt „plastifiziert“ oder erweicht das Material.
• Steifigkeit: Mässig bis gering (1,5–2,0 GPa). In der Regel weniger steif als ABS
• Schlagfestigkeit: Gut. Nylon kann je nach Qualität und Feuchtigkeitsgehalt des Endprodukts widerstandsfähiger als ABS sein.
• Hitzebeständigkeit: Sehr gut. Je nach spezifischer Mischung (PA6, PA12) hält es im Allgemeinen Temperaturen von bis zu 120 °C oder mehr stand.
• Am besten geeignet für: Zahnräder, Lager, Scharniere, Schnappverschlüsse und Werkzeuggriffe.

Nylon ist eine gute Wahl für langlebige, schlagfeste Teile, die eine gewisse Flexibilität erfordern. Auf die Frage, welches das stärkste 3D-Druckerfilament für funktionale Zahnräder und Scharniere ist, lautet die Antwort in der Regel Nylon.

Hitzebeständige FDM-Materialien

Gehacktes oder gemahlenes Glas und Kohlefaser werden dem Filament zugesetzt, um die Temperaturbeständigkeit und Steifigkeit zu erhöhen. Polyetherimid (PEI) ist ein Material, das in diese Kategorie fällt. Das allgemein als Ultem® (Markenname) bekannte PEI-Filament ist für seine Hitzebeständigkeit, Festigkeit und chemische Stabilität bekannt.

Die stärksten, widerstandsfähigsten und hitzebeständigsten SLA-Harze

Die stärksten SLA-Harze

Rigid 10K Resin

Rigid 10K Resin ist das steifste Material im Portfolio unseres Partners Formlabs. Dieses Material ist auch eines der hitzebeständigsten. Es ist glasgefüllt und wurde entwickelt, um die Eigenschaften von glasfaserverstärkten Thermoplasten zu simulieren. Die Bezeichnung „10K” bezieht sich auf seinen Zugmodul von über 10.000 MPa. Es fühlt sich in der Hand wie Keramik oder Stein an.

• Vorteile: Extreme Steifigkeit, glatte, matte Oberfläche, hohe Massgenauigkeit, hitzebeständig.
• Nachteile: Sehr spröde. Wie Keramik bricht es, wenn es fallen gelassen oder gebogen wird.
• Zugfestigkeit: Sehr hoch (88 MPa). Eines der stärksten Materialien von Formlabs.
• Steifigkeit: Extrem (10 GPa). Es widersteht Verformungen unter Belastung besser als fast jedes andere Harz. Steifer als die meisten Filamente und Pulver – sogar als solche mit Kohlefaserfüllstoffen.
• Schlagfestigkeit: Sehr gering. Es hat fast keine Duktilität.
• Hitzebeständigkeit: Extrem. Es widersteht schweren Belastungen bei hohen Temperaturen (HDT ~238 °C).
• Am besten geeignet für: Spritzgussformen, aerodynamische Testmodelle, hitzebeständige Industrieteile und Schweissvorrichtungen.

Fazit: Rigid 10K Resin ist die beste Wahl für Teile, die sich nicht verformen oder verbiegen dürfen, wie Formen, Vorrichtungen und Matrizen.

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Rigid 4000 Resin

Rigid 4000 Resin ist ein glasfaserverstärkter Kunststoff mit einem Modul von 4000 MPa, der niedriger ist als der von Rigid 10K Resin. In Bezug auf Festigkeit und Steifigkeit ähnelt er PEEK (Polyetheretherketon). Er bietet eine hohe Steifigkeit und ist gleichzeitig haltbarer und zäher als der keramikähnliche Rigid 10K Resin.

• Vorteile: Steif und fest, polierte Oberfläche, höhere Schlagfestigkeit als Rigid 10K Resin.
• Nachteile: Im Vergleich zur Tough Resin-Familie immer noch spröde, verschleisst mit der Zeit die Drucktanks.
• Zugfestigkeit: Hoch (69 MPa). Es handelt sich um einen starken, strukturellen Kunststoff.
• Schlagfestigkeit: Gering. Es ist spröde, aber weniger bruchanfällig als Rigid 10K Resin.
• Hitzebeständigkeit: Mässig. HDT beträgt etwa 77 °C bei 0,45 MPa.
• Am besten geeignet für: Dünnwandige Teile, Halterungen, Befestigungen, Vorrichtungen und Halterungen, die Steifigkeit erfordern, aber möglicherweise geringen Vibrationen ausgesetzt sind.

Fazit: Rigid 4000 Resin ist ein universell einsetzbares, steifes Material, das einen Kompromiss zwischen der extremen Steifigkeit von Rigid 10K Resin und der Haltbarkeit von Allzweckharzen darstellt.

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Allzweckharze

Allzweckharze von Formlabs (einschliesslich, aber nicht beschränkt auf Color Resin, Black Resin, Grey Resin, Clear Resin und White Resin) sind vielseitig einsetzbare Harze, die steif und fest sind und je nach Farbe und Nachhärtungsprotokoll einen Modul von etwa 2600 MPa aufweisen.

• Vorteile: In verschiedenen Farben erhältlich, schneller Druck, gute Feinheiten, weniger spröde als PLA-Filamente und in Bezug auf die Zähigkeit mit PETG vergleichbar, jedoch vollständig anisotrop mit besseren Eigenschaften in Z-Richtung.
• Nachteile: Nicht so stark oder steif wie gefüllte Harze, aber auch nicht so zäh wie die Tough-Resin-Familie oder zähe Thermoplaste wie ABS. Teurer als Allzweckfilamente.
• Zugfestigkeit: Hoch (~62 MPa)
• Steifigkeit: Mittel bis hoch (2600 MPa)
• Schlagfestigkeit: Mittel. Der Notched-Izod-Wert von 32 J/m ist höher als bei Rigid 4000 Resin.
• Hitzebeständigkeit: Gering. HDT liegt bei etwa 71 °C bei 0,45 MPa.
• Am besten geeignet für: Prototypen für Form und Passform, präsentationsreife Modelle, Vorrichtungen und Halterungen.

Die widerstandsfähigsten SLA-Harze

Tough 1000 Resin

Tough 1000 Resin ist das biegsamste und schlagfesteste Harz der Tough-Resin-Familie von Formlabs. Es wurde so formuliert, dass es eine vergleichbare Zähigkeit wie hochdichtes Polyethylen (HDPE) oder Delrin (POM) aufweist. Es bietet einen niedrigen Modul (Steifigkeit) von ~1000 MPa, wodurch es unglaublich zäh und verschleissfest ist. Wie die anderen Harze der Tough-Resin-Familie ist auch das Tough 1000 Resin nach seinem Modul benannt.

• Vorteile: Extreme Schlagfestigkeit (die höchste in der Tough Resin-Familie), hohe Dehnung (180 %), ausgezeichnete Verschleissfestigkeit und eine glatte, reibungsarme Oberfläche.
• Nachteile: Sehr flexibel (nicht für starre Strukturteile geeignet), geringere Hitzebeständigkeit.
• Zugfestigkeit: Gering (26,3 MPa). Es gibt nach und dehnt sich, anstatt einer schweren statischen Last standzuhalten.
• Steifigkeit: Gering. Eines der biegsamsten nicht-elastomeren Materialien im Formlabs-Portfolio.
• Schlagfestigkeit: Extrem. Mit einer Kerbschlagzähigkeit von 72 J/m kann es mit industriellen Thermoplasten mithalten und ist mit seiner hohen Brucharbeit wohl das am schwersten zu zerbrechende Harz.
• Hitzebeständigkeit: Gering. Die HDT liegt bei etwa 55 °C bei 0,45 MPa.
• Am besten geeignet für: Schlagfeste Vorrichtungen, zusammendrückbare Prototypen, reibungsarme Baugruppen (wie Zahnräder und Kugelgelenke).

Fazit: Tough 1000 Resin ist das beste Harz für langlebige Teile, die Stürzen aus grosser Höhe standhalten müssen.

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Tough 1500 Resin

Tough 1500 Resin ist ein widerstandsfähiges Material mit einer Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit, die mit Polypropylen (PP) vergleichbar ist, und bietet eine aussergewöhnliche Beständigkeit gegen Brüche, Stösse und Zersplitterungen. Es weist ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Duktilität auf.

• Vorteile: Es liegt zwischen Tough 1000 Resin und Tough 2000 Resin und vereint hohe Zähigkeit, Festigkeit und Steifigkeit. Ausserdem ist es bei kurzfristigem Hautkontakt unbedenklich.
• Nachteile: Geringere Zugfestigkeit als Tough 2000 Resin, dabei jedoch nicht so zäh und schlagfest wie Tough 1000 Resin.
• Zugfestigkeit: Mässig (34 MPa). Es ist weniger widerstandsfähig gegen Zugkräfte als Tough 2000 Resin, aber duktiler.
• Steifigkeit: Niedrig bis mässig (1,5 GPa). Es ist zwar steifer als Tough 1000 Resin, gehört aber zu den nachgiebigeren Materialien und ist mit einigen Nylonmaterialien vergleichbar.
• Schlagfestigkeit: Sehr hoch. Mit hoher Gardner-Schlagfestigkeit und Brucharbeit absorbiert es Energie aussergewöhnlich gut, ohne zu zerbrechen.
• Hitzebeständigkeit: Niedrig bis mässig. Die HDT liegt bei etwa 66 °C bei 0,45 MPa.
• Am besten geeignet für: Verriegelungen, Biegeelemente, Dämpfer, Verschlüsse und Schnallen, selbstschneidende Schraubenbolzen und Scharniere.

Fazit: Tough 1500 Resin eignet sich am besten für Teile, die eine Kombination aus Steifigkeit und Duktilität erfordern.

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Tough 2000 Resin

Tough 2000 Resin ist das stärkste und steifste Material in der Tough-Resin-Familie von Formlabs. Es wurde entwickelt, um mit den Eigenschaften von spritzgegossenem ABS-Kunststoff zu konkurrieren, und ist das ideale Harz für funktionale Prototypen, wenn Sie ein Teil benötigen, das robust ist, seine Form behält, aber unter Belastung nicht zerbricht und stark genug für funktionale Vorrichtungen und Halterungen ist.

• Vorteile: Hervorragendes Verhältnis zwischen Steifigkeit und Flexibilität, widerstandsfähig gegen zyklische Belastung (Ermüdung), ähnliche Eigenschaften wie spritzgegossenes ABS.
• Nachteile: Weniger zäh als Tough 1000 Resin und Tough 1500 Resin.
• Zugfestigkeit: Mässig (40,4 MPa). Es ist stark genug für funktionale Vorrichtungen, Halterungen und mechanische Verbindungselemente und Teile, die normalerweise aus ABS spritzgegossen werden.
• Schlagfestigkeit: Hoch. Es bietet eine hohe Bruchzähigkeit, wodurch es Stürzen und plötzlichen Stössen deutlich besser standhält als Standardharze.
• Hitzebeständigkeit: Mässig. Es hat eine HDT von 70 °C bei 0,45 MPa.
• Am besten geeignet für: Gehäuse, Vorrichtungen und funktionale Prototypen, die wie ABS funktionieren.

Fazit: Tough 2000 Resin ist ideal für Teile, die steif sein müssen, aber nicht spröde sein dürfen.

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Die temperaturbeständigsten Kunstharze

High Temp Resin

High Temp Resin hat die höchste HDT aller Formlabs-Harze. Es wurde speziell für thermische Stabilität entwickelt und hält somit der Hitze von Formprozessen oder heisser Luft/Flüssigkeitsströmung stand.

• Vorteile: Extreme Hitzebeständigkeit (höchste in dieser Klasse), präzise Details.
• Nachteile: Sehr spröde (ähnlich wie Glas), nimmt mit der Zeit Feuchtigkeit auf und ist schwer nachzubehandeln.
• Zugfestigkeit: Mässig (~49 MPa). Gut geeignet für die Formgebung, jedoch nicht für mechanische Belastungen.
• Steifigkeit: Mässig bis hoch (2,8 GPa)
• Schlagfestigkeit: Sehr gering. Teile zerbrechen bei Stürzen.
• Hitzebeständigkeit: Hervorragend. Mit einer HDT von 238°C bei 0,45 MPa gehört es zu den temperaturbeständigsten 3D-Druckmaterialien.
• Am besten geeignet für: Formen und Einsätze, Teile, die heisser Luft, Gas und Flüssigkeitsströmungen ausgesetzt sind, sowie hitzebeständige Halterungen, Gehäuse und Befestigungen.

Fazit: High Temp Resin ist ein Spezialmaterial, das fast ausschliesslich bei Anwendungen zum Einsatz kommt, bei denen Standardkunststoffe schmelzen oder sich verformen würden.

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Die stärksten SLS-Pulver

Nylon 12 Powder

Nylon-12-Pulver ist der Goldstandard der Branche für SLS. Es bietet eine vielseitige Balance aus Festigkeit, Steifigkeit und Detailgenauigkeit bei sehr geringer Feuchtigkeitsaufnahme. Es ist das am einfachsten zu druckende Pulver und produziert zuverlässig Teile mit engen Toleranzen und komplexen Geometrien.

• Vorteile: Hervorragende Massgenauigkeit, einfach zu drucken, ausgewogene mechanische Eigenschaften und gute Aktualisierungsrate.
• Nachteile: Weniger duktil als Nylon 11-Pulver. Es ist steifer und bricht schneller, wenn es stark gebogen wird.
• Zugfestigkeit: Hoch (50 MPa). Es bietet eine ausgezeichnete allgemeine Strukturfestigkeit, die für die meisten technischen Aufgaben geeignet ist.
• Steifigkeit: Mässig (1,9 GPa)
• Schlagfestigkeit: Mässig (32 J/m Notched Izod). Obwohl es zäh ist, ist es deutlich weniger schlagfest als Nylon 11-Pulver oder Nylon 12 Tough-Pulver.
• Hitzebeständigkeit: Ausgezeichnet. Es hält Temperaturen von bis zu 171 °C bei 0,45 MPa stand.
• Am besten geeignet für: Hochdetaillierte Prototypen, permanente Vorrichtungen und Halterungen, Gehäuse und allgemeine Endverbrauchsteile.

Fazit: Nylon-12-Pulver bietet die beste Balance zwischen Druckbarkeit und Leistung für allgemeine Prototypen und die Produktion, bei denen keine extreme Duktilität erforderlich ist.

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Nylon 12 Tough Powder

Nylon 12 Tough Powder ist eine spezielle Formulierung, die eine verbesserte Duktilität und Zähigkeit bietet und gleichzeitig die gleiche Vielseitigkeit und denselben einfachen Arbeitsablauf wie Standard Nylon 12 gewährleistet. Es ist weniger spröde als Standard Nylon 12 Pulver und bietet die beste Auffrischungsrate der Branche (Wiederverwendung von bis zu 80 Prozent des alten Pulvers).

• Vorteile: Hohe Duktilität (biegt sich, ohne zu brechen), ausgezeichnete Massgenauigkeit (reduzierte Verformung) und sehr kostengünstig aufgrund der geringen Auffrischungsrate.
• Nachteile: Geringere Zugfestigkeit als Standard Nylon 12 Pulver. Geringere Wärmebeständigkeit unter hoher mechanischer Belastung.
• Zugfestigkeit: Mässig (42 MPa). Es ist zwar etwas schwächer als Standard Nylon 12 Pulver (50 MPa), gleicht dies jedoch durch seine Flexibilität aus.
• Steifigkeit: Gering bis mässig (1,5 GPa)
• Schlagfestigkeit: Gut (60 J/m Notched Izod). Es absorbiert Stösse gut und ist ideal für Teile, die einrasten oder gebogen werden müssen.
• Hitzebeständigkeit: Ausgezeichnet. Es hält Temperaturen bis zu 161°C bei 0,45 MPa stand, wird jedoch bei niedrigeren Temperaturen unter hoher Belastung weich (HDT bei 1,8 MPa beträgt 46°C).
• Am besten geeignet für: Schnappverschlüsse, Ratschen, Scharniere, funktionale Prototypen und lange Teile, die zum Verziehen neigen.

Fazit: Nylon 12 Tough Powder ist das Pulver der Wahl für schwierige Geometrien, die zum Verziehen neigen, oder für Teile, die eine höhere Biegsamkeit erfordern als Standard Nylon 12 Powder.

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Nylon 12 GF Powder

Nylon 12 GF Powder ist ein glasfaserverstärkter Verbundwerkstoff, der für Anwendungen entwickelt wurde, bei denen Steifigkeit und thermische Stabilität entscheidend sind. Durch die Einarbeitung von Glasperlen in die Standard-Nylon-12-Basis entstehen mit diesem Pulver Teile, die deutlich steifer und flacher sind als unverstärktes Nylon, wodurch es sich ideal für die Aufrechterhaltung der strukturellen Steifigkeit unter Belastung oder Hitze eignet.

• Vorteile: Hohe Steifigkeit (hoher Zug-Elastizitätsmodul), ausgezeichnete thermische Stabilität (hohe HDT) und sehr formstabile Bauteile mit minimalem Verzug.
• Nachteile: Spröder als ungefülltes Nylon 12; wirkt mit der Zeit abrasiv auf Nachbearbeitungswerkzeuge.
• Zugfestigkeit: Mittel (38 MPa). Obwohl die maximale Zugfestigkeit etwas unter der von reinem Nylon 12 liegt, widersteht das Material der Dehnung (Verformung) deutlich besser.
• Steifigkeit: Mittel bis hoch (2,8 GPa).
• Schlagzähigkeit: Niedrig bis mittel (23 J/m, Kerbschlagzähigkeit nach Izod). Die Glasfaserverstärkung erhöht die Steifigkeit auf Kosten der Duktilität, wodurch das Material bei plötzlicher Belastung eher bricht als sich verformt.
• Wärmebeständigkeit: Ausgezeichnet. Im Vergleich zu Standard-Nylon-12 weist es eine höhere Wärmeformbeständigkeit (175 °C bei 0,45 MPa) auf und behält seine Form auch bei erhöhten Temperaturen besser bei.
• Optimal geeignet für: Steife Gehäuse, Vorrichtungen, Werkzeuge, Gewinde sowie Bauteile, die dauerhaft hohen Lasten standhalten müssen, ohne zu kriechen.

Fazit: Nylon 12 GF Powder ist die erste Wahl für steife und massstabile Bauteile. Es eignet sich ideal, wenn die gute Verarbeitbarkeit von Nylon 12 benötigt wird, gleichzeitig aber eine höhere Steifigkeit gefordert ist.

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Nylon 11 Powder

Nylon 11 Powder ist ein leistungsstarkes, biobasiertes Material, das speziell für Bauteile entwickelt wurde, die sich biegen und verformen können, ohne zu brechen. Während Standard-Nylons bereits robust sind, bietet Nylon 11 Powder eine deutlich höhere Duktilität und Schlagzähigkeit. Dadurch ist es die ideale Wahl für Anwendungen, bei denen Bauteile fallen gelassen, verdreht oder plötzlichen Belastungen ausgesetzt werden können.

• Vorteile: Aussergewöhnliche Duktilität (40% Bruchdehnung), hohe Schlagzähigkeit und hervorragende Langzeitstabilität. Das Material ist biobasiert (aus Rizinusöl gewonnen) und besonders gut für filigrane Strukturen geeignet.
• Nachteile: Kann stärker zu Verzug neigen als Nylon 12 Powder, wenn die Bauteile nicht optimal ausgerichtet sind. Für beste Materialeigenschaften und eine optimale Pulverauffrischung wird das Drucken in einer inerten Stickstoffatmosphäre empfohlen.
• Zugfestigkeit: Hoch (49 MPa). Das Material hält hohen Belastungen stand, zeichnet sich jedoch vor allem durch seine Fähigkeit aus, sich vor dem Versagen stark zu dehnen.
• Steifigkeit: Niedrig bis mittel (1,6 GPa).
• Schlagzähigkeit: Sehr hoch (71 J/m, Kerbschlagzähigkeit nach Izod). Das Material absorbiert Energie sehr effizient und gehört zu den bruchsichersten Pulvern auf dem Markt.
• Wärmebeständigkeit: Ausgezeichnet. Wärmeformbeständigkeit (HDT) von 182°C bei 0,45 MPa.
• Optimal geeignet für: Schnappverbindungen, Filmscharniere, Orthesen, Prothesen sowie dünnwandige Luftkanäle, die hohen mechanischen Belastungen standhalten müssen.

Fazit: Nylon 11 Powder ist die erste Wahl für maximale Haltbarkeit und Performance. Wenn Bauteile realen Belastungen, Stössen oder dauerhaftem Biegen standhalten müssen, ist dieses Material die optimale Lösung.

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Nylon 11 CF Powder

Nylon 11 CF Powder ist das stärkste und hitzebeständigste Material im SLS-Materialportfolio von Formlabs. Durch die Verstärkung von Nylon 11 Powder mit Carbonfasern schlägt dieses Material die Brücke zwischen Kunststoff und Metall. Es kombiniert die hohe Schlagzähigkeit von Nylon 11 mit der extremen Steifigkeit von Carbonfasern und ermöglicht so Bauteile, die gleichzeitig steif, leicht und für wiederholte strukturelle Belastungen geeignet sind.

• Vorteile: Hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, extreme Steifigkeit (hoher Elastizitätsmodul) und ausgezeichnete thermische Stabilität.
• Nachteile: Erfordert den Druck in einer inerten Stickstoffatmosphäre; Bauteile sind sehr steif und zeigen im Vergleich zu ungefülltem Nylon kaum plastische Verformung vor dem Bruch.
• Zugfestigkeit: Sehr hoch (69 MPa). Deutlich höher als bei Standard-Nylons und sehr widerstandsfähig gegenüber Verformung unter hoher Last.
• Steifigkeit: Bis zu 5,3 GPa, abhängig von der Bauteilausrichtung, da sich die Fasern entlang der X-Achse ausrichten.
• Schlagzähigkeit: Hoch (74 J/m, Kerbschlagzähigkeit nach Izod). Im Gegensatz zu vielen carbonfaserverstärkten Filamenten bleibt die Zähigkeit von Nylon 11 erhalten, wodurch das Material eine hohe Bruchresistenz aufweist.
• Wärmebeständigkeit: Ausgezeichnet. Wärmeformbeständigkeit (HDT) von ca. 188°C bei 0,45 MPa, wodurch sich das Material auch für Anwendungen im Motorraum oder für Hochtemperatur-Werkzeuge eignet.
• Optimal geeignet für: Metallersatz, hochbelastete Bauteile, aerodynamische Komponenten sowie steife Vorrichtungen und Lehren.

Fazit: Nylon 11 CF Powder ist die Premiumlösung für strukturelle Bauteile, die gleichzeitig steif, leicht und hitzebeständig sein müssen.

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