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Neuigkeiten Das Projekt Technik RoboSpatium Unterstützung Stichwortverzeichnis Download Reaktionen Spiele Gadgets Kontakt <<< Extruder V7.2 Pulvereigenschaften Spritzen-Extruder >>> Drucken von PLA, PET-G, ABS und Nylon mit Extruder V7.2Video zum Drucken von PLA, PET-G, ABS und Nylon mit Extruder V7.2Pulvergewinnung von PLA
PLA war und ist immer noch das Standardmaterial bei der Entwicklung meines Extruders. Es ist günstig und unkritisch beim Druck. Die Gewinnung von Pulver geeigneter Korngröße ist mittlerweile Routine für mich. Wie eine Getreidemühle umzubauen ist, habe ich in einem vorangegangenen Kapitel ausführlich beschrieben. 
Unter dem Mikroskop sind die unregelmäßig geformten Bruchstücke unterschiedlicher Größe zu sehen. Die durch das Sieb begrenzte Maximalgröße beträgt 1.6mm mit vielen, wesentlich kleineren Partikeln. Viele sind länglich geformt, da die geschredderten 3D-Drucke aus miteinander verschmolzenen Strängen gefertigt wurden und längs dieser Stränge leichter brechen. Die mechanischen Eigenschaften des PLA Pulvers hatte ich in dem vorangegangenen Kapitel gezeigt. Druckbeispiel Zahnrad aus PLA
Druckbeispiel Ritzel Material: PLA Abmessungen: 20x20x20mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 20mm/s Drucke mit PLA habe ich in den vorangegangenen Kapiteln zur Genüge gezeigt und sind für mich zur Routine geworden. Pulver einfüllen, Druckauftrag starten und wiederkommen, wenn der Job erledigt ist. Wem die Druckqualität unzureichend ist, der nimmt eben feiner gemahlenes Pulver, wie ich im vorangegangenen Kapitel gezeigt habe. Pulvergewinnung von PET-G
Ein Material, das sich fast in gleicher Menge wie PLA in meinem Keller angesammelt hat, ist PET-G. Die Aufbereitung ist genauso unkompliziert wie bei PLA - auch dieses Altplastik wird durch die Klinge der Mühle mühelos zertrümmert. 
Unter dem Mikroskop sind ebenfalls nadelförmige Partikel zu erkennen, jedoch sind diese in der Unterzahl. Auch sind nicht viele sehr kleine Bruchstücke auszumachen. Beides Anzeichen dafür, dass die Haftung zwischen den Kunststoffsträngen wesentlich stärker ausgebildet war, als bei den Drucken aus PLA. Druckbeispiele PET-G
Druckbeispiel Kettenglied Material: PET-G Abmessungen: 27x25x12mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 30mm/s In Sachen Druckbarkeit ist PET-G mit Version 7.2 meines Extruders ähnlich unproblematisch wie PLA. Der Filamentfaktor ist im Vergleich zu dem PLA Pulver mit 115% nur unwesentlich erhöht. Ein Knackpunkt dieses Materials ist das andere Fließverhalten im Temperaturbereich für den Druck, wodurch PET-G zu Stringing neigt. Auch kann sich geschmolzener Kunststoff an der Düsenspitze ansammeln und hin und wieder zu Gnubbeln und Fäden im Druckbild führen, wenn dieser abgestreift wird. Hier ist ein solcher Gnubbel an der Außenwand zu sehen. Insgesamt sind die Druckeinstellungen aber so gut, dass keine weiteren Fäden gesponnen werden - weder an der kreisrunden Öffnung noch zwischen den beiden Wänden des Kettengliedes. 
Druckbeispiel Benchy Material: PET-G Abmessungen: 60x31x48mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 30mm/s Pulvergewinnung von ABS
Da ich bislang mit ABS nur sehr wenig Filament gedruckt habe, waren nur rote und graue Teile in meiner Restekiste, weshalb es leicht war, nach Farben zu sortieren. Die Drucke lassen sich mit der Mühle gut zerkleinern, der Materialdurchsatz ist nur geringfügig kleiner als bei PLA und PET-G. 
Unter dem Mikroskop zeigen sich viele, recht lange, nadelförmige Bruchstücke - ein klares Anzeichen, dass die Haftung zwischen den Strängen schlechter war, als bei dem PLA und vor allem dem PET-G. Die geschredderten Drucke hatte ich ohne beheizte Druckkammer angefertigt. Viele der Bruchstücke sind länger als 1.6mm und auf den Oberflächen haften viele sehr kleine Körner. Druckbeispiele ABS
Druckbeispiel Kettenglied Material: ABS Abmessungen: 27x25x12mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 30mm/s Da der Prusa MK4 über keinen beheizten Bauraum verfügt, sind nur kleine Drucke machbar und selbst bei dem Kettenglied musste ich ein wenig experimentieren, um den Druck ohne Ablöseerscheinungen zwischen den Schichten hinzubekommen. Schichtstärke und Extrusionsweite sind wie bei den vorangegangenen Tests. Die Druckgeschwindigkeit habe ich allerdings auf 20mm/s verringert. Die Temperatur des Druckbetts ist auf 100°C gesetzt. Der Filamentfaktor liegt bei 167% im Vergleich zu dem PLA Pulver ist also merklich höher. Die Drucktemperatur liegt mit 270°C am oberen Limit für ABS, unterhalb haben die Schichten untereinander nicht ausreichende Haftung gezeigt. In meinem Keller war die Umgebungstemperatur auf Grund der heißen Sommertage mit 25°C so hoch wie selten. Mit den genannten Einstellungen entsteht ein Kettenglied ohne Risse in den Wänden mit nur leicht ungleichmäßiger Extrusion. 
Druckbeispiel Benchy Material: ABS Abmessungen: 60x31x48mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 30mm/s Pulvergewinnung von Polyamid (Nylon)
Polyamid habe ich noch nie verarbeitet, entsprechend war kein Altplastik in meinem Vorrat. Das von mir bestellte Material ist nicht taufrisch, sondern wurde als "gebraucht" angeboten, da es sich um Reste aus der Druckkammer eines SLS Druckers handelt. Die Korngröße ist mit 58µm spezifiziert, weitere Angaben zu dem Material wurden vom Verkäufer nicht gemacht. Das Pulver ist so fein, dass es sich beim Schütteln fast ähnlich einer Flüssigkeit bewegt. 
Unter dem Mikroskop zeigt sich, um wieviel kleiner die Körner im Vergleich zu den bislang gedruckten Materialien ausfallen. 
Erst bei stärkerer Vergrößerung sind diese zu erkennen und besitzen eine enge Größenverteilung von etwa 60 bis 20µm. Die Partikel sind nicht scharfkantig, sondern abgerundet, was darauf schließen lässt, dass das Material nicht durch Mahlprozesse gewonnen wurde. Fällungsverfahren aus Lösemitteln oder direkt beim Polymerisationsprozess sind übliche Herstellungsverfahren. Das feine Pulver verursacht auf Grund der sehr feinen Körnung schnell eine rießen Sauerei nach dem Öffnen des Beutels - das Tragen einer geeigneten Staubschutzmaske ist Pflicht. Ich musste den Vorratsbehälter am Druckkopf mit Knetmasse abdichten, um das herausfließen zu unterbinden. Druckbeispiele Polyamid (Nylon)
Druckbeispiel Kettenglied Material: Polyamid Abmessungen: 27x25x12mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 40mm/s Beim Druck mit 40mm/s zeigten sich Probleme: Besonders im Bereich mit der Öffnung sind Luftblasen in der Wand zu erkennen. Verursacht sind diese nicht durch Feuchtigkeit im Pulver - Polyamid ist hygroskopisch und sollte eigentlich vor dem Druck getrocknet werden, was ich nicht gemacht habe. Als Ursache hat sich der Retract herausgestellt, der bei dem sehr feinen Pulver nach anderen, mir zunächst nicht einleuchtend erscheinenden Einstellungen verlangt. Der Retract sollte möglichst schnell ausgeführt werden, zum Einen, um den Druckvorgang nicht unnötig auszubremsen, zum anderen weil der Überdruck an der Düse abgebaut und sogar ein geringer Unterdruck erreicht werden muss, um das Heraustropfen von dem flüssigen Kunststoff zu verhindern. Als maximale Geschwindigkeit, ohne dass der Extrudermotor Schritte auslässt, haben sich bei den bislang gedruckten Pulvern 100mm/s gezeigt. Beim Deretract muss der Extruder wieder Druck aufbauen und somit eine höhere Kraft gegen die Bewegung der Schraube ausüben, weshalb der Maximalwert hier bei 90mm/s liegt - zumindest bei den bisher gedruckten Pulvern. Das sehr feine Polyamidpulver verhält sich auch hier mehr wie eine Flüssigkeit: Um den Druck beim Deretract wieder aufbauen zu können, musste ich die Geschwindigkeit für diesen Vorgang auf 120mm/s heraufsetzen, was möglich war, da die Gesamtreibung im Extruder bei diesem Pulver geringer ausfällt. Langsamer Deretract funktioniert mit dem feinen Pulver überhaupt nicht - ähnlich wie bei einer Flüssigkeit baut sich dann kein Druck in der Düse auf. 
Druckbeispiel Kettenglied Material: Plyamid Abmessungen: 27x25x12mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 30mm/s Hat mich einige Zeit gekostet, diesen Effekt herauszufinden, aber anschließend gelangen sehr saubere Drucke mit der höheren Geschwindigkeit. Es sind keine Blasen zu erkennen - weder an der Außenwand noch in der inneren Struktur. Die Extrusion ist extrem gleichmäßig - warum das bei feinerem Pulver möglich ist, hatte ich im vorherigen Video ausführlich erklärt. Wasserdampf wegen der hygroskopischen Eigenschaft des Polyamids spielt mit meinem Extruder keine Rolle: Das Pulver wird auf dem Weg zur Düse in dem Extruder getrocknet und der Dampf entweicht nach oben, auf dem selben Weg wie die im Pulver eingeschlossene Luft, also durch den Spalt zwischen Schraube und Extruderwand. Die Drucke haben auch dann problemlos geklappt, wenn das Pulver über Nacht offen in dem Vorratsbehälter des Extruders verweilt hat - einfach Drucker einschalten und weiter arbeiten. im Vergleich zum PLA Pulver musste der Filamentfaktor auf 400% gesetzt werden. 
Druckbeispiel Benchy Material: Polyamid Abmessungen: 60x31x48mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 30mm/s 
Druckbeispiel Ersatzteile Extruder Material: Polyamid Abmessungen: 60x31x48mm Schichtstärke: 0.2mm Extrusionsweite: 0.5mm Druckgeschwindigkeit: 30mm/s DownloadDie 3D-Dateien und die Skizze des Extruders sind als Download-Paket erhältlich.<<< Extruder V7.2 Pulvereigenschaften Spritzen-Extruder >>> Neuigkeiten Das Projekt Technik RoboSpatium Unterstützung Stichwortverzeichnis Archiv Download Reaktionen Spiele Verweise Gadgets Kontakt Impressum |
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