3D-Druck von Kunststoffplatten
1. Einleitung
Kunststoffplatten für den 3D-Druck sind flache, dünne Materialien aus verschiedenen Kunststoffpolymeren, die für den Einsatz in 3D-Druckverfahren entwickelt wurden. Diese Platten bieten mehrere Vorteile, z. B. bieten sie eine stabile Basis für den Druck, ermöglichen einzigartige geometrische Designs und die Erstellung großer, flacher Komponenten mit gleichmäßiger Dicke.
2. Arten von Kunststoffen, die in 3D-Druckplatten verwendet werden
ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
Eigenschaften: ABS ist ein gängiger thermoplastischer Kunststoff, der für seine Festigkeit, Zähigkeit und chemische Beständigkeit bekannt ist. Es hat einen relativ hohen Schmelzpunkt, wodurch es während und nach dem Drucken seine Form gut behält. ABS-Platten werden häufig für funktionale Prototypen und Teile verwendet, die mäßiger Belastung standhalten müssen.
Aussehen: Sie haben normalerweise eine glatte Oberfläche und sind in vielen Farben erhältlich, von einfachem Schwarz und Weiß bis hin zu kräftigeren Farbtönen.
Anwendungen: In der Automobilindustrie zur Herstellung kundenspezifischer Teile wie Armaturenbrettern oder Innenraumkomponenten und in der Unterhaltungselektronik für die Unterbringung von Prototypen.
PLA (Polymilchsäure)
Eigenschaften: PLA ist ein biologisch abbaubarer thermoplastischer Kunststoff, der aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen wird. Es hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als ABS, was das Drucken insbesondere für Anfänger erleichtert. PLA-Platten sind außerdem weniger spröde als einige andere Kunststoffe, was das Risiko von Rissen während des Druckens und der Handhabung verringert.
Aussehen: In ihrer reinen Form haben sie ein natürliches, halbtransparentes Aussehen, können aber pigmentiert werden, um verschiedene Farben zu erzielen. Die Oberflächenbeschaffenheit ist oft glatt und glänzend.
Anwendungen: Wird häufig in der Lebensmittelverpackungsindustrie zur Herstellung nachhaltiger Behälter und im Kunsthandwerksbereich zur Herstellung von Dekorationsartikeln verwendet.
PETG (Polyethylenterephthalatglykol – modifiziert)
Eigenschaften: PETG vereint die KlasseDie hohe Festigkeit und chemische Beständigkeit von PET mit verbesserter Schlagfestigkeit und Flexibilität. Es ist äußerst feuchtigkeitsbeständig und weist eine gute Dimensionsstabilität auf, sodass gedruckte Teile ihre Form präzise beibehalten.
Aussehen: PETG-Platten sind für ihre hervorragende Transparenz bekannt, ähnlich wie Glas, und können auch eingefärbt werden. Sie haben eine sehr glatte und polierte Oberfläche.
Anwendungen: Bei der Herstellung von transparenten Gehäusen für Elektronik, Vitrinen und im medizinischen Bereich zur Herstellung maßgeschneiderter Geräte.
PC (Polycarbonat)
Eigenschaften: PC ist ein Hochleistungsthermoplast mit außergewöhnlicher Schlagfestigkeit, Hitzebeständigkeit und optischer Klarheit. Es hält hohen Temperaturen stand, ohne sich zu verformen, und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen Haltbarkeit und Hitzetoleranz entscheidend sind.
Aussehen: PC-Platten sind normalerweise klar oder getönt und haben eine hochglänzende Oberfläche. Sie bieten hervorragende Sichtbarkeit und ein erstklassiges Aussehen.
Anwendungen: In der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Herstellung von Flugzeugfenstern und -komponenten sowie in Sicherheitsausrüstungen wie Gesichtsschutzschilden.
3. Vorteile der Verwendung von 3D-Druck-Kunststoffplatten
Verbesserte Build-Stabilität
Die flache und starre Beschaffenheit der Kunststoffplatte bietet eine stabile Basis für den 3D-Druck. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit von Verformungen oder Fehlausrichtungen während des Druckvorgangs und führt zu genaueren und zuverlässigeren Drucken.
Großformatdruck
Mithilfe von Platten können größere, flache Komponenten erstellt werden, die mit herkömmlichen 3D-Druckverfahren nur schwer zu erreichen sind. Dies ist für Anwendungen wie Beschilderungen, großformatige Displays und Architekturmodelle von Vorteil.
Anpassung
Kostengünstig für einige Anwendungen
Für bestimmte Projekte kann die Verwendung von Kunststofffolien kostengünstiger sein als das Drucken ganzer Objekte von Grund auf. Folien können in großen Mengen zu relativ geringen Kosten pro Stückvolumen bezogen werden, insbesondere für groß angelegte oder sich wiederholende Druckaufträge.
4. Druckverfahren mit Kunststoffplatten
Vorverarbeitung
Die Kunststofffolie muss vor dem Drucken sorgfältig vorbereitet werden. Dazu kann das Reinigen der Oberfläche gehören, um Staub, Schmutz oder Verunreinigungen zu entfernen, die die Haftung der gedruckten Schichten beeinträchtigen könnten. Einige Folien müssen möglicherweise auch vorgewärmt werden, um eine bessere Verbindung zwischen Folie und Druckmaterial zu gewährleisten.
Druckereinrichtung
Die Einstellungen des 3D-Druckers müssen je nach Art der verwendeten Kunststoffplatte angepasst werden. Dazu gehört die Einstellung der entsprechenden Temperatur, Extrusionsgeschwindigkeit, Schichthöhe und Fülldichte. Das Druckerbett sollte nivelliert sein, um einen gleichmäßigen Kontakt mit der Kunststoffplatte zu gewährleisten.
Während des Druckvorgangs extrudiert der Drucker geschmolzenen Kunststoff Schicht für Schicht auf die Oberfläche des Blattes und folgt dabei dem digitalen Modell. Der Kunststoff verbindet sich mit dem Blatt und verfestigt sich schnell, wodurch nach und nach das gewünschte Objekt aufgebaut wird.
Nachbearbeitung
Nach dem Drucken sind für das Teil möglicherweise Nachbearbeitungsschritte wie das Entfernen von Stützstrukturen (sofern vorhanden), Schleifen, Polieren oder Lackieren erforderlich, um das endgültige gewünschte Aussehen und die gewünschte Funktionalität zu erreichen.
5. Herausforderungen und Lösungen
Haftungsprobleme
Manchmal haften die gedruckten Schichten nicht richtig auf der Kunststofffolie. Dies kann durch die Verwendung eines Haftvermittlers, ein leichtes Aufrauen der Folienoberfläche oder durch Anpassen der Drucktemperatur und -geschwindigkeit zur Verbesserung der Haftung behoben werden.
Verformungen und Risse
Je nach Kunststoffmaterial und Druckbedingungen kann sich das gedruckte Teil oder die Platte selbst verziehen oder reißen. Die Verwendung einer beheizten Bauplatte, die Optimierung der Abkühlrate und die Wahl des richtigen Füllmusters können dazu beitragen, diese Probleme zu reduzieren.
Begrenzte Dickenoptionen
Die verfügbaren Dicken von 3D-Druck-Kunststoffplatten können etwas begrenzt sein. Wenn eine bestimmte Dicke erforderlich ist, kann es erforderlich sein, mehrere Platten zu stapeln oder alternative Fertigungsmethoden in Kombination mit 3D-Druck zu erkunden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kunststoffplatten für den 3D-Druck eine wertvolle Ressource für eine Vielzahl von Branchen und Anwendungen darstellen. Durch das Verständnis der verschiedenen Kunststoffarten, ihrer Eigenschaften und des Druckverfahrens können Benutzer diese Platten nutzen, um innovative, hochwertige 3D-Druckprodukte herzustellen.
