Die wichtigsten 3D-Druck Materialien

Unsere 3D-Druckplattform bietet über 100 verschiedenen Materialien: Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe, Metalle, Quarzsand und Gips. Das passende für ein Projekt zu finden, ist nicht immer ganz einfach.

Kurzübersicht
| Für Serienbauteile: PA12 (SLS, MJF), PA11 (SAF) oder xCE-black (DLP)
| Für funktionale Prototypen: DuraForm® HST (SLS)
| Für Prototypen, bei denen die Form getestet wird: PLA und PETG (FDM) und PA12 (SLS)
| Für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie: PA12, chemisch geglättet (SLS) und GreenTEC (FDM)
| Für besonders robuste Bauteile: PA12 (SLS oder MJF), DuraForm® HST (SLS)
| Für transparente Bauteile: ClearVue (SLA)
| Für Anschauungsmodelle, Behälter und Gefäße: PLA (FDM)
| Für Bauteile mit hoher Wärmeformbeständigkeit: DuraForm® HST (SLS), xPEEK (DLP)

Tipp: Teste den Materialassistenten auf unserer 3D-Druckplattform Plattform. Mit dieser Funktionalität findest du anhand von Eigenschaften rasch eine Auswahl an geeigneten Materialien für dein Projekt.

1. Polyamid PA12 | MJF (Multi Jet Fusion)
Der technische Kunststoff PA12 verfügt über gute mechanische Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Zähigkeit und ein ausgezeichnetes Gleit- und Verschleißverhalten. Das Material ist vor allem für größere Stückzahlen preisgünstig und eignet sich besonders für robuste Bauteile. Zudem weisen die MJF Bauteile im Vergleich zu anderen Verfahren eine qualitativ hochwertigere Oberfläche auf.

Zugfestigkeit: 45 Mpa (ASTM D638)
E-Modul: 1700 Mpa (ASTM D638)
Bruchdehnung: 17% (ASTM D638)
Schlagfestigkeit: 3.9 kJ/m2 (ASTM D638)
Preis: €

2. Polyamid PA12 | SLS (Selektives Laser Sintern)
Mit dem SLS 3D-Druck verarbeitet, verfügt das Polyamid PA12 über sehr ähnliche Eigenschaften wie im MJF 3D-Druck. Es eignet sich für robuste Bauteile wie z.B. Scharniere oder Zahnräder für den Maschinenbau, Prototypen und auch Anwendungen in der Lebensmittelindustrie.

Die Oberflächenqualität aus dem MJF Druck ist leicht besser als beim SLS. Deshalb muss je nach Anwendung entschieden werden, ob die Technologie MJF oder SLS besser geeignet ist für Ihr Projekt

Zugmodul (GB/T 1040.2-2006): 1350-1600 MPa

Zugfestigkeit (GB/T 1040.2-2006): 42-47 MPa
Bruchdehnung (GB/T 1040.2-2006): 25-45%
Biegemodul (GB/T 1040.2-2006): 1100-1350 MPa
Biegefestigkeit (GB/T 1040.2-2006): 35-47 MPa
Schlagzähigkeit (Kerbschlagzähigkeit nach Izod) (GB/T 1843-2008): 10-20 kJ/m3
Wärmeformbeständigkeitstemperatur bei 0.45 MPa (GB/T 1040.2-2006): 135-155 °C
Wärmeformbeständigkeitstemperatur bei 1.8 MPa (GB/T 1040.2-2006): 65-75 °C
Preis: €

| Widerstandsfähig
| Stabil/Fest Langlebig
| Biokompatibilität ISO 10993 1-20
| Schock-resistent

Nachbearbeitung chemisch glätten
Durch das chemische Glätten wird die Oberfläche des Bauteils versiegelt. Dadurch wird es abwaschbar und desinfizierbar. Zudem haben chemisch geglättete Bauteile eine sehr glatte, spritzgussähnliche Oberfläche. Das 3D-Druck Modell wird für diesen Prozess in einer Kammer aufgehängt und mit einem spezifischen Nebel umströmt. Dieser Nebel löst die Oberfläche leicht auf, wodurch die Poren zusammenfallen und sich die Oberfläche verschließt. Diese Nachbearbeitung erfordert keine Größenzugabe bei der Konstruktion, da nur die Rauigkeit der Oberfläche geglättet wird. Es findet kein Materialabtrag statt.

Nachbearbeitung einfärben oder infiltrieren
Mit der Nachbearbeitungs-Methode Infiltrieren wird die poröse Oberfläche der SLS Bauteile verdichtet und verschlossen. Die Bauteile sind dadurch versiegelt und eigenen sich deshalb für Anwendungen mit Flüssigkeiten und können zudem einfacher gereinigt werden. Falls das additiv gefertigte Bauteil nicht weiss sein soll, stehen verschiedene Farben zur Auswahl.

3. Polyamid PA11 | SAF (Selective Absorption Fusion)
PA 11 ist ein biobasierter Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen, die aus nachhaltigem Rizinusöl gewonnen werden. Im Vergleich zu PA12 hat PA11 eine geringere Umweltbelastung, eine bessere Wärmebeständigkeit und ist weniger spröde. Das Material ist nach ISO 10993-5 für Zytotoxizität und UL94 HB für Entflammbarkeit zertifiziert.

Geeignete Anwendungen sind additiv gefertigte Serienbauteile (in der Serie günstiger als PA12, abhängig von der Menge), Bauteile mit dauerhaft beweglichen Komponenten wie z.B. Scharniere oder Teile mit dünnen Wandstärken und Gitterstrukturen. Im Automobilbau eignet es sich für crashrelevante Komponenten im Innenraum, da PA11 nicht splittert.

Biegefestigkeit: niedrig (< 30 MPa)
Biegefestigkeit: mittel (37-100 MPa)
Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
E-Modul: niedrig (<1.7 GPa)
Schlagzähigkeit: hoch (>150 J/m)
Gewicht: leicht (<1.11g/cm3)

| Zertifikat ISO 10993-5 für Zytotoxizität
| Zertifikat UL94 HB für Entflammbarkeit
| ISO 10993
| UL94 V-0

4. ClearVue | SLA (Stereolithographie)
Ein hoch transparenter Kunststoff mit ausgezeichneter Feuchtigkeitsbeständigkeit. Geeignet für eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen Transparenz (Lichtdurchlässigkeit) wichtig ist. Zum Beispiel für Scheinwerfer, komplexe Baugruppen oder Flüssigkeitsströmungen.

Die hohe Transparenz wird durch zusätzliche Veredelung mit Schleifen, Polieren und Klarlackierung ermöglicht. Diese Nachbearbeitung wird mit der Option ClearVue (transparent) automatisch angewendet.

Falls das Bauteil nicht transparent sein muss, sondern nur transluzent, gibt es in der SLA Technologie die folgenden, preisgünstigeren Alternativen:

| ClearVue transluzent
| 3DM tough
| RR60 crystal clear

Biegemodul: mittel (1-3GPa)
Biegefestigkeit: mittel (37-100 MPa)
Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
Gewicht: mittel (1.12-1.36 g/cm3)
Duktilität: niedrig (<200%)
Schlagzähigkeit: niedrig (<52 J/m)
E-Modul: mittel (1.7-4.8 GPa)
Wärmeformbeständigkeit bei 0.45 Mpa: niedrig (<90 °C)
Preis: €€€

| Transparent

5. DuraForm® HST | SLS (Selektives Laser Sintern)
Das DuraForm® HST ist ein faserverstärkter Verbundwerkstoff auf der Basis von PA12. Das 3D-Druck Material verbindet eine hervorragende mechanische Belastbarkeit mit einer hohen Wärmeformbeständigkeit (@0.45MPa 184°C). Zudem ist der Werkstoff sehr steif. Ein typisches Einsatzgebiet sind funktionale Prototypen.

3D-Druck Bauteile aus Metall sind wesentlich teurer als Teile aus faserverstärkten Kunststoffen. Es lohnt sich deshalb, je nach Anwendung, Alternativen zu prüfen. DuraForm® HST ist geeignet für ähnliche Einsatzzwecke.

Biegemodul: hoch (>3 GPa)
Biegefestigkeit: mittel (37-100 MPa)
Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
Gewicht: mittel (1.12-1.36 g/cm3)
Duktilität: niedrig (<200%)
E-Modul: hoch (>4.80 GPa)
Preis: €€

| Faserverstärkt
| Temperaturbeständig

6. xCE-Black | DLP (Digital Light Processing)
Der Kunststoff xCE-black verfügt über eine hohe Genauigkeit, hohe Biegefestigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit. Zudem weist er eine sehr glatte, spritzguss ähnliche Oberfläche auf. xCE-black eignet sich für Komponenten im Automobilbau, Bauteile im Maschinenbau und Spritzguss-Einsätze. Für Serien im Bereich 100 bis mehr als 1’000 Stück ist xCE-black eine gute Wahl.

Zugmodul (ASTM D638): 1620 MPa
Zugfestigkeit (ASTM D638): 80 MPa
Bruchdehnung (ASTM D638): 8%
Flexmodul (ASTM D790): 3250 MPa
Biegefestigkeit (ASTM D790): 135 MPa
Härte (Shore D) (ASTM D2240): 90
Kerbschlagzähigkeit (ASTM D256): 20 J/m
HDT @0. 45 MPa (ASTM D648): 120°C
Biegemodul: hoch (>3 GPa)
Biegefestigkeit: hoch (> 100 MPa)
Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
Härte: mittel (Shore 92A-90D)
Schlagzähigkeit: niedrig (<52 J/m)
E-Modul: mittel (1.7-4.8 GPa)

7. PLA | FDM (Fused Deposition Modeling)
PLA steht für Polylactic Acid (= Polymilchsäure) und ist eine der am häufigsten verwendeten Materialien in der additiven Fertigung. Dieses Material aus dem FDM-3D-Druck besteht aus nachwachsenden Rohstoffen. Es wird zum Beispiel aus Maispflanzen oder Zuckerrohr gewonnen. Der Werkstoff ist deshalb biologisch abbaubar (in industriellen Kompostieranlagen), was ein großer Vorteil ist. Zudem ist PLA mit Fused Deposition Modeling verarbeitet sehr preisgünstig. Es ist in vielen Farben erhältlich.

Typische Anwendungen aus PLA sind Prototypen, Modelle, Spielzeuge, Kunstgegenstände, Behälter und Gefäße.

Biegemodul: mittel (1-3GPa)
Biegefestigkeit: mittel (37-100 MPa)
Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
Gewicht: mittel (1.12-1.36 g/cm3)
Wärmeformbeständigkeit bei 0.45 Mpa: niedrig (<90 °C)
Duktilität: niedrig (<200%)
Schlagzähigkeit: niedrig (<52 J/m)
E-Modul: mittel (1.7-4.8 GPa)
Härte: hoch (>Shore 90D)
Preis: €

| Starr/Steif/Formstabil
| Biologisch abbaubar

8. PETG | FDM (Fused Deposition Modeling)
PETG ist ein glycol-modifiziertes Polyethylenterephthalat. Das 3D-Druck Material PETG ist stabiler als das PLA und punktet vor allem durch seine Flexibilität, Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Elastizität. Es eignet sich für optisch ansprechende Sichtteile und für mechanisch beanspruchte Bauteile. Falls die Stabilität noch höher sein soll als beim PETG, kann ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) aus dem FDM-3D-Druck verwendet werden.

Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
Gewicht: mittel (1.12-1.36 g/cm3)
E-Modul: mittel (1.7-4.8 GPa)
Wärmeformbeständigkeit bei 0.45 Mpa: niedrig (<90 °C)
Schlagzähigkeit: hoch (>150 J/m)
Preis: €

| FDA zugelassen

9. ABS | FDM (Fused Deposition Modeling)
ABS kann verwendet werden, wenn eine höhere Stabilität notwendig ist als beim PETG.

Wärmeformbeständigkeit bei 0.45 Mpa: mittel (80-150 °C)
Biegemodul: mittel (1-3GPa)
Biegefestigkeit: mittel (37-100 MPa)
Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
Duktilität: niedrig (<200%)
Schlagzähigkeit: niedrig (<52 J/m)
Schlagzähigkeit: mittel (53-139 J/m)
E-Modul: niedrig (<1.7 GPa)
Schlagzähigkeit: hoch (>150 J/m)
Gewicht: leicht (<1.11g/cm3)
Härte: hoch (>Shore 90D)
Zugfestigkeit: hoch (>80 MPa)
Preis: €€

| Langlebig
| Starr/Steif/Formstabil
| Kratzfest

10. GreenTec | FDM (Fused Deposition Modeling)
GreenTec ist ein lebensmittelechtes Bio-Polymer aus regenerativen Rohstoffen. Das Material ist, ebenso wie PETG, ein guter Allrounder für preisgünstige Bauteile mit guter Festigkeit. GreenTec ist zudem hitzebeständig bis 115°C nach VST und kompostierbar nach DIN EN ISO 14855 (industrielle Kompostierung). Es eignet sich für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie. Für größere Stückzahlen ist zu prüfen, ob das PA12 die bessere Alternative ist, da dieses chemisch geglättet werden kann.

Wärmeformbeständigkeit bei 0.45 Mpa: mittel (80-150 °C)
Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
Gewicht: mittel (1.12-1.36 g/cm3)
E-Modul: mittel (1.7-4.8 GPa)
Schlagzähigkeit: hoch (>150 J/m)
Zugfestigkeit: hoch (>80 MPa)
Preis: €

11. Aluminium AlSi10mg | SLM (Selektives Laser Schmelzen)
Das AlSi10mg ist das am häufigsten verwendete Metall in der additiven Fertigung. Das Aluminium kombiniert eine hohe Festigkeit mit geringem Gewicht. Es eignet sich deshalb besonders für dünnwandige und komplexe Geometrien. Die minimale Wandstärke für Konstruktionen beträgt 1 mm. Typische Anwendungen sind Bauteile für die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Gewicht: mittel (1.12-1.36 g/cm3)
Duktilität: niedrig (<200%)
E-Modul: hoch (>4.80 GPa)
Zugfestigkeit: hoch (>80 MPa)
Preis: €

| Wärmebehandelbar

12. Onyx | FDM (Fused Deposition Modeling)
3D-Druck Bauteile aus Metall sind wesentlich teurer als Teile aus faserverstärkten Kunststoffen. Es lohnt sich deshalb, je nach Anwendung, Alternativen zu prüfen. Onyx ist geeignet für ähnliche Einsatzzwecke.

Wärmeformbeständigkeit bei 0.45 Mpa: mittel (80-150 °C)
Zugfestigkeit: mittel (28-75 MPa)
Gewicht: mittel (1.12-1.36 g/cm3)
E-Modul: mittel (1.7-4.8 GPa)
Gewicht: leicht (<1.11g/cm3)
Preis: €€

13. Onyx-FR | FDM (Fused Deposition Modeling)
3D-Druck Bauteile aus Metall sind wesentlich teurer als Teile aus faserverstärkten Kunststoffen. Es lohnt sich deshalb, je nach Anwendung, Alternativen zu prüfen. Onyx-FR ist geeignet für ähnliche Einsatzzwecke.

Wärmeformbeständigkeit bei 0.45 Mpa: mittel (80-150 °C)
Biegemodul: hoch (>3 GPa)
Biegefestigkeit: mittel (37-100 MPa)
Gewicht: mittel (1.12-1.36 g/cm3)
E-Modul: mittel (1.7-4.8 GPa)
Gewicht: leicht (<1.11g/cm3)
Preis: €€

Materialien eingrenzen | Schritt-für-Schritt zum passenden Material
Zuerst werden die Eigenschaften definiert, die ein Bauteil erfüllen muss. Muss es zum Beispiel besonders viel Druck oder Zug standhalten? Ist es sehr hohen Temperaturen ausgesetzt? Braucht die Anwendung eine Zertifizierung z.B. IS10993 für Biokompatibilität oder eine Lebensmittelechtheit? Anhand des wichtigsten Kriteriums kann das Material eingegrenzt werden. Alternativ kann zuerst geprüft werden, ob sich eines der Standard 3D-Druck Materialien mit einer entsprechenden Nachbearbeitung für das Projekt eignet.

Falls mehrere Materialien in Frage kommen oder ein preisgünstigerer Prototyp benötigt wird, können Preise und die Lieferzeiten auf der 3D-Druckplattform abgefragt werden. Diese geben weitere Anhaltspunkte.

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