Filament 3D-Druck (FDM/FFF):
PLA


Filamentdruck FFF - PLA - Beispiel Kerzenhalter
Filamentdruck FFF - PLA - Beispiel Zahnraeder
Filamentdruck FFF - PLA - Beispiel Motorhalter
Filamentdruck FFF - PLA - Beispiel Zahnrad

Der Filament-3D-Druck ist inzwischen zu einem der beliebtesten 3D-Druckverfahren geworden. ‚Schuld‘ daran ist auch PLA, welches mit seinen vielseitigen Eigenschaften zu überzeugen vermag. Bei PLA handelt es sich um ein organisches Material (Poly-Milchsäure), welches überwiegend aus Maisstärke gewonnen wird. Beim 3D-Druck wird PLA sehr flüssig, dadurch wird eine sehr gute Schichthaftung erreicht und Details können sehr gut dargestellt werden.



Material Steckblatt

Icon Verfahren

Verfahren

Filament 3D-Druck (FDM/FFF)

Icon Farben

Farben

Weiß
Schwarz

Icon Bauraum

Bauraum

255 x 205 x 235 mm

Icon Kosten

Kosten

$$$
(Niedrig)

Icon Produktionszeit

Produktionszeit

3 – 5 Werktage

Icon Toleranz / Genauigkeit

Toleranz

± 1 mm bzw. ± 1 %


Material-Details


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Design /
Gadgets

Krezenhalter PLA

Verglichen mit ABS ist PLA das hochauflösendere Material. Da es darüber hinaus organischen Ursprungs ist, ist es das Material der Wahl bei Gadgets und Designgegenständen. PLA wird während des 3D-Druckvorgangs sehr flüssig, somit lassen sich Details im Allgemeinen gut darstellen. Das Material ist relativ widerstandsfähig, allerdings ist es hitzeempfindlich und sollte nicht über einen längeren Zeitraum 50 °C oder mehr ausgesetzt werden.


Technische
Bauteile

PLA 3D Druck Zahnräder

PLA ist verglichen mit ABS spröder und hitzeempfindlicher. Daher ist ABS bei technischen Bauteilen weiter verbreitet. Es ist allerdings so, dass bei Bauteilen die keinen höheren Temperaturen ausgesetzt sind, bzw. nur moderate mechanische Belastung ausgesetzt sind, PLA häufig die besseren Ergebnisse (Oberflächenqualität, Toleranz, Detailauflösung) erzielt als ABS. Insofern sollten Sie das Material nach Ihren Anforderungen wählen, bei stark beanspruchten Teilen ist ABS die richtige Wahl, ansonsten meist PLA.

Richtpreis

  • Einzelaufträge
    • Ca. EUR 0,55 / cm³ Materialvolumen (inkl. 19% MwSt.), bzw.
    • Ca. EUR 0,45 / cm³ Materialvolumen (exkl. 19% MwSt.)
    • Es wird eine Grundgebühr von EUR 9,52 (inkl. 19% MwSt.) pro Bauteil erhoben.
  • Kleinserien mininmal ca. EUR 0,25 / cm³ Materialvolumen (inkl. 19% MwSt.)

Preisfaktoren

  • Maschinenlaufzeit: Filament-3D-Druck ist sehr langsam, so können selbst bei moderaten Größen Druckzeiten von einem Tag und mehr entstehen. Da das Verfahren verglichen mit anderen Technologien sehr fehleranfällig ist, steigt bei sehr langen Druckzeiten die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler entstehen und der Prozess wiederholt werden muss.
  • Nachbearbeitung: Der FFF/FDM 3D-Druck benötigt Supportstrukturen. Je nach Geometrie kann das Entfernen sehr einfach, teilweise aber auch sehr aufwendig sein.

Look & Feel

  • Verfahrensbedingt sind die Druckschichten deutlich zu sehen.
  • Bei vielen Teilen sind Supportstrukturen notwendig. An den Stellen, an denen diese Strukturen angebracht wurden, unterscheidet sich die Oberfläche, i.d.R. ist diese matter und rauer. An unzugänglichen Stellen können die Supportstrukturen teilweise nur unvollständig entfernt werden.

Wesentliche Eigenschaften

  • PLA ist relativ starr und teilweise sogar spröde. Für flexible Teile ist es daher weniger geeignet.
  • Das Material ist leicht.
  • Sofern nicht anders gewünscht, werden Hohlräume nicht solide, sondern mit ca. 20 % Stabilisierungsstruktur (‚Infill‘) gedruckt.
  • PLA ist chemisch resistent gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien.
  • PLA und ABS sind verfahrensbedingt anisotrop, d.h., die mechanische Belastbarkeit ist sehr stark richtungsabhängig (entlang der Schichten brechen die Bauteile deutlich schneller als senkrecht zu den Druckschichten). Wir können die Druckorientierung gern nach Ihren Wünschen anpassen.

Zugfestigkeit

47 MPa

Bruchdehnung

15 – 30 %

Elastizitätsmodul

k.A.

Biegefestigkeit

62 MPa

Vicat A

k.A.

Shore-Härte

k.A.

Symbolbild-Wandstaerke

Wandstärke
Die minimale Wandstärke beträgt 1 mm. Je länger eine Struktur wird, desto stärker sollte sie gestaltet werden.

Symbolbild Hohlraeume

Hohlräume
Bei Hohlräumen müssen Öffnungen eingefügt werden, durch die überschüssiges Material (Supportstrukturen) befreit werden kann (‚Escape Holes‘). Lassen Sie dazu mindestens eine Öffnung mit ca. 10 mm Durchmesser frei.

Symbolbild Distanz

Abstand
Sollte Ihre Datei zwei voneinander getrennte Objekte beinhalten, so lassen Sie zwischen beiden mindestens 1 mm Abstand. Zwischen den Objekten wird, abhängig vom Design, Supportmaterial gedruckt, welches bei zu geringen Abständen nicht entfernt werden kann.

Symbolbild Detail

Detailauflösung
Details bis minimal 1 – 2 mm können dargestellt werden.

Symbolbild Verkettung

Verzahnte Objekte
Sie können mit dem Filament-3D-Druck ineinander verzahnte bzw. bewegliche Objekte drucken. Es gilt ebenfalls 1 mm Abstand einzuhalten, um eine Fusion der Objekte zu vermeiden.

Symbolbild Bounding Box

Größe
Die maximale Größe eines Objektes darf 255 x 205 x 235 mm nicht überschreiten.

Standard-Finishing

  • Entfernung Supportstruktur

Optionales Finishing

  • Epoxydharzbeschichtung (zur Oberflächenglättung)
  • Schleifen / Polieren (nur in Einzelfällen empfohlen, meist ist Stereolithografie oder Polyjet in solchen Fällen bevorzugt)

Der Prozess des Filament-3D-Drucks ist ähnlich der Funktionsweise einer Heißklebepistole. Tröpfchenweise wird geschmolzener Kunststoff auf eine Werkplattform aufgetragen. Grundvoraussetzung, wie bei jedem 3D-Druck, ist ein druckfähiges, digitales 3D-Modell. Eine Software zerlegt das Modell in eine Vielzahl von Schichten (slicen), die durch einen Extruder auf eine Werkebene aufgetragen werden. Der Extruder ist eine beheizbare Düse. Das, durch den Extruder, verflüssigte Thermoplast (sog. Filament) wird entsprechend der Schichten des 3D-Modells auf die Werkebene geleitet. Es härtet schnell aus, wenn es abkühlt. Auf diese Schicht wird dann sofort die Nächste aufgetragen. So entsteht nach und nach das reale Abbild des 3D-Modells. Es müssen Stützstrukturen mitgedruckt werden, wenn das Modell überhängende Teile beinhaltet.

Genauere Informationen zum Verfahren finden Sie auf unserer Detailseite FDM/FFF: Das Verfahren.

Visualisierung des FDM/FFF-Prozesses; Quelle: youtube.com / The 3D Printing Professor