3D-Druck mit Pellets wird immer beliebter
Beim klassischen FDM-3D-Druck entsteht das 3D-gedruckte Objekt Schicht für Schicht aus geschmolzenem Material, wobei es sich in der Regel um Kunststofffilament handelt. Seit kurzem findet sich jedoch eine weitere Möglichkeit um mit der 3D-Drucktechnologie zu arbeiten: anstelle von Spulen werden Pellets oder Granulat verwendet. Der 3D-Druck mit Pellets ist ein Verfahren, bei dem Thermoplaste in Form von Pellets verwendet werden, um das Teil Schicht für Schicht zu fertigen. Immer mehr Unternehmen entwickeln Maschinen, die mit dieser Art von Material kompatibel sind, oder sogar Erweiterungen für den Standard-3D-Drucker, um diesen mit den Pellets kompatibel zu machen.
Kunststoffpellets sind Materialien in Form von Granulat, die durch die so genannte Pelletierung gewonnen werden. Bei diesem Verfahren werden die Materialien, bei denen es sich um Chemikalien, Kunststoffe, Verbundstoffe oder Mineralien handeln kann, in die komprimierte Form von Pellets gebracht. Diese Pellets werden hauptsächlich im Spritzguss verwendet, obwohl diese nun auch in Welt des 3D-Drucks an Beliebtheit gewinnen. Es ist jedoch Fakt, dass ihre Verwendung in der additiven Fertigung im Vergleich zu den Filamentspulen eher gering ist. Dies ist paradox, da Filamente aus Pellets hergestellt werden und die direkte Verwendung der Pellets beim Druck einen Zwischenschritt im gesamten Prozess eliminieren könnte.
Pellet-Extruder entwickelt von Tumaker | Bild: 3Dnatives
Der 3D-Druck mit Pellets
Es gilt zu beachten, dass Pellets und Filamente unterschiedliche Extruder benötigen, um den jeweiligen Druckanforderungen gerecht zu werden. Im Gegensatz zu Filament haben Pellet-Extruder einen integrierten Trichter, der die Materialien nach und nach aufnimmt und in die Schmelzzone gibt. Dort wird das Granulat bis zur gewünschten Konsistenz aufgeweicht bis der Kunststoff durch die Düse auf die Druckplattform gelangt. Obwohl das Verfahren im Vergleich zu Filament etwas komplexer erscheinen mag, bieten sich auch eine Reihe interessanter Vorteile, die wir im Folgenden näher erklären werden.
Was die Hauptvorteile des 3D-Drucks mit Pellets betrifft, so sind die Endkosten der Teile aufgrund der niedrigen Materialkosten und der kürzeren Herstellungszeit deutlich geringer. Auf diese Weise bietet sich eine ideale Technologie zur Serienproduktion oder großen Teilen, die sonst nicht rentabel wären. Ein weiterer positiver Punkt stellt die Verringerung von Druckstaus während des Herstellungsprozesses dar, ein häufiges Problem bei der Arbeit mit Filamenten. Schließlich ermöglicht die additive Fertigung mit Granulat die Herstellung von mehrfarbigen Teilen durch die Kombination von Kunststoffgranulaten in unterschiedlichen Farben im selben Behälter.
Was beim 3D-Druck mit Pellets außerdem interessant ist, sind die Eigenschaften der Endteile, die erzielt werden können. Wenn Filamente verwendet werden, muss man beachten, dass diese nicht genau die gleichen physikalisch-chemischen Eigenschaften wie das Rohmaterial haben. Bei der Herstellung von Filamenten muss das Rohmaterial erhitzt werden, wodurch sich die physikalischen Eigenschaften verschlechtern – je mehr man das Material erhitzt, desto mehr verschlechtern sich die Eigenschaften. Das bedeutet, dass Zusatzstoffe hinzugefügt werden müssen, um diesen Abbau zu verringern. Das Ergebnis unterscheidet sich daher stark vom Rohmaterial. Wenn man jedoch von Anfang an mit Granulat arbeitet, entfällt dieser Prozess, es gibt keine Verschlechterung und die chemischen und physikalischen Eigenschaften entsprechen dem des Spritzgusses.
Der 3D-Druck mit Pellets kann dabei helfen, Kosten und Herstellungszeiten zu reduzieren.
Was die Nachteile betrifft, so ist es erwähnenswert, dass der 3D-Druck mit Pellets nicht so weit verbreitet ist wie jener mit Filamenten. Deshalb ist weitaus weniger Angebot an Extrudern, die sich für diese Materialien eignen, vorhanden. Außerdem sind die Pellets nicht wie bei Filamenten miteinander verbunden, sondern verstreut. Dadurch lassen sich Änderungen der Durchflussmenge weniger leicht kontrollieren.
Wie wir feststellen können, wächst die Popularität des 3D-Drucks mit Pellets, weshalb sich immer mehr Unternehmen dieser Fertigungslösung widmen. In Spanien gibt es zum Beispiel Unternehmen wie Tumaker, der seine 3D-Drucker an die Bedürfnisse jedes Benutzers anpasst. Discovery 3D Printers bietet großformatige Maschinen, die auch mit Thermoplasten in Form von Granulat kompatibel sind. Läutet der Trend schon bald das Ende der Filamentspulen ein? Werden sich weitere Unternehmen dieser Art des FDM-3D-Drucks widmen? Das wird sich wohl in der Zukunft zeigen.
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