Perfekter 3D-Druck mit flexiblen Kunststoffen - Die richtigen Einstellungen und das passende Filament machts möglich

Nicht immer kann man seine Projekte mit Standard Filament wie PLA, ABS oder auch PET-G realisieren. Möchte man zum Beispiel eine Dichtung oder andere Teile mit flexiblen Eigenschaften drucken, muss man auf Kunststoffe wie TPU, TPC oder TPE zurückgreifen.

Flexible Filamente gibt es in einer Vielzahl von unterschiedlichen Farben, chemischen Zusammensetzungen und Härtegraden welche in "Shore" definiert wird. Nun kommen wir zu dem Punkt, bei dem wir Ihnen darstellen, wie Sie flexible Filamente erfolgreich in 3D drucken können.

Der Prozess im Kurzüberblick

1. Wahl des Filaments

Für den perfekten 3D-Druck mit flexiblen Materialien muss zuerst ein geeignetes Filament mit einer entsprechend hohen Qualität herausgesucht werden, anschließend sollte geprüft werden dass, das Filament trocken ist und keine Feuchtigkeit aufgenommen hat (dies erkennt man, wenn beim extrudieren des Materials ein "spratzeln" zu hören ist und kleine Luftbläschen im Filamentfaden sind). 

2. Filament laden & Extruder anpassen

Nun sollte beim Laden des Filaments auf die korrekte Extruder-Federspannung geachtet werden. Diese muss ggf. etwas stärker oder schwächer gespannt werden. Am besten testet man hier verschiedene Einstellungen, während man das Filament manuell extrudieren lässt.

3. Einstellungen definieren

Anschließend muss ein entsprechendes Druckprofil in der Slicing-Software erstellt werden. Als Basis kann man sich hier an die Angaben des Filamentherstellers richten. 

4. Druckvorgang

Was ist flexibles Filament ?

Das Basismaterial von flexiblen Filamenten ist Kautschuk, dieser wird durch ein Verfahren namens "Vulkanisation" duroplastisch. Kurz gesagt läuft dieses wie folgt ab, an erhitzt sie, formt sie, lässt sie abkühlen, und die Form ist endgültig. Wenn Gummi einmal geformt ist, kann er nicht wieder eingeschmolzen und zu etwas Neuem geformt werden.  

Tipps & Tricks

Im Folgenden finden Sie einige nützliche Tipps, die Ihnen helfen, wenn es bisher mit dem Druck von flexiblen Materialien noch nicht optimal funktioniert hat.

Rückzug anpassen

Wie viel Rückzug genug ist, hängt ganz davon ab, welche Art von Extruder Ihr 3D-Drucker hat und welches Filament Sie verwenden. Bei flexiblen Filamenten gilt, umso kürzer der Transportweg des Filaments vom Extruder bis zu Düse ist umso besser. Stellt man den Rückzug zu großzügig ein, besteht die Gefahr, dass es Risse und Löcher im Objekt gibt, stellt man ihn zu gering ein, tritt "Strining" also der Fadenzug auf.

Die idealen Einstellungen finden Sie am besten heraus, wenn Sie im Vorfeld einige Testdrucke durchführen und dementsprechend die Einstellungen nach und nach leicht korrigieren. Das perfekte Modell zum Einstellen des Rückzugs finden sie hier.

Trocken halten des Filaments

Das trockene Aufbewahren von flexiblem Filament ist wichtig, um Feuchtigkeitsaufnahme zu vermeiden, da Feuchtigkeit die Druckqualität und -eigenschaften des Materials beeinträchtigen kann. Hier sind einige Tipps, um flexibles Filament trocken zu halten:

1. Versiegelte Aufbewahrung: Bewahren Sie das flexible Filament in einer luftdichten Verpackung oder einem Behälter auf, um den Kontakt mit Feuchtigkeit zu minimieren. Viele Filamenthersteller liefern ihre Spulen bereits in versiegelten Beuteln oder Behältern.

2. Trockenmittel verwenden: Legen Sie zusammen mit dem flexiblen Filament ein Trockenmittel, wie z. B. Silicagel-Beutel, in die Aufbewahrungsverpackung. Trockenmittel helfen, Feuchtigkeit zu absorbieren und das Filament trocken zu halten.

3. Trockenbox verwenden: Eine spezielle Trockenbox oder ein Trockenbehälter kann verwendet werden, um das flexible Filament in einer kontrollierten Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit aufzubewahren. Diese Behälter sind mit Trocknungstechnologien wie Heizung und Luftentfeuchter ausgestattet.

4. Trocknung: Falls das flexible Filament bereits Feuchtigkeit aufgenommen hat, können Sie versuchen, es wieder zu trocknen. Legen Sie die Spule in einen trockenen Behälter oder eine Trockenbox und verwenden Sie eine niedrige Temperatur (unterhalb der Schmelztemperatur des Filaments) für mehrere Stunden, um die Feuchtigkeit zu entfernen.

Es ist wichtig zu beachten, dass flexibles Filament empfindlicher gegenüber Feuchtigkeitsaufnahme ist als einige andere Filamenttypen. Daher ist es ratsam, die oben genannten Maßnahmen zur Aufbewahrung und Trocknung zu ergreifen, um die Qualität des Drucks mit flexiblem Filament zu erhalten.

Allgemeine Slicing-Einstellungen

Neben der Drucktemperatur ist es auch wichtig, andere Druckparameter anzupassen, um gute Ergebnisse mit flexiblen Filamenten zu erzielen. Dazu gehören eine langsamere Druckgeschwindigkeit, eine niedrigere Schichtdicke, eine angepasste Filamentvorschubrate und gegebenenfalls die Verwendung eines geeigneten Druckbetts und -adhesion.

Es ist immer ratsam, die spezifischen Empfehlungen des Filamentherstellers zu befolgen und bei Bedarf Testdrucke durchzuführen, um die optimalen Einstellungen für Ihr flexibles Filament und Ihren 3D-Drucker zu ermitteln.

Die richtige Drucktemperatur

Die empfohlene Drucktemperatur für flexible Filamente wie TPU (Thermoplastisches Polyurethan), TPE (Thermoplastisches Elastomer) oder TPC (Thermoplastisches Copolyester) kann je nach Hersteller und Filamentvariante variieren. In der Regel liegen die  Drucktemperaturen für flexible Filamente im Bereich von etwa 200 bis 240 °C. Einige TPU-Filamente können bei niedrigeren Temperaturen gedruckt werden, während andere eine höhere Temperatur erfordern. Es ist ratsam, mit einer niedrigeren Temperatur zu beginnen und dann schrittweise zu erhöhen, um die besten Druckergebnisse zu erzielen.

Welches Filament für flexible Teile ?

Das gängigste Filament für flexible Teile ist TPU (Thermoplastisches Polyurethan). TPU ist ein sehr flexibles und elastisches Material, das sich gut für Anwendungen wie Gummiteile, Dichtungen, Stoßfänger oder flexible Gehäuse eignet.

Es gibt verschiedene Härtegrade von TPU-Filamenten, die unterschiedliche Flexibilität und Elastizität bieten. Ein niedrigerer Härtegrad (z. B. 85A) bedeutet eine größere Flexibilität, während ein höherer Härtegrad (z. B. 95A) etwas steifer ist. Die Wahl des Härtegrads hängt von der spezifischen Anwendung und den gewünschten Eigenschaften des flexiblen Teils ab.