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Was Sie über POM im 3D-Druck wissen sollten

Auf 9. Juli 2020 von Sandra S. veröffentlicht

Polyoxymethylen oder Acetal, besser bekannt unter der Abkürzung POM, ist ein thermoplastischer Kunststoff und gehört zur Familie der Polyacetale. Das 1920 entdeckte Material ist heutzutage nach Polypropylen (PP) und Polyamid (PA) eines der am häufigsten verwendeten Materialien im Bereich der Herstellung per Spritzguss, wird aber auch im Bereich des 3D-Drucks immer beliebter. POM ist teilkristallin (es enthält amorphe und zugleich kristalline Bereiche) und ist weiß.

POM liegt in zwei verschiedenen Formen vor: als Hompolymer (POM-H), das in den 1950ern von DuPont kommerzialisiert wurde und als Copolymer (POM-C), das in den 1960ern von Celanese vertrieben wurde. Die beiden unterscheiden sich im wesentlichen darin voneinander, dass POM-H zwar über bessere mechanische Eigenschaften verfügt, aber eine geringere Resistenz gegenüber UV-Strahlung besitzt. POM-C verfügt über bessere thermische und chemische Eigenschaften reagiert somit besser auf Temperaturschwankungen und chemische Einflüsse. Im Bereich des 3D-Drucks wird vordergründig auf POM-C zurückgegriffen, da es einfacher zu extrudieren ist und über die besagten chemischen Eigenschaften verfügt. Zusätzlich liegt POM im Bereich des 3D-Drucks vordergründig als Filament vor, weshalb wir uns im Folgenden darauf fokussieren möchten.

Eigenschaften und Chancen von POM

Für mich ist POM das Schweizer Taschenmesser der thermoplastischen Polymere. Dank dessen bemerkenswerten Eigenschaften ist Polymethylen ein Material, das sich für eine Vielzahl an Anwendungsbereichen in der Automobilbranche, im medizinischen Sektor, der Verpackungsproduktion und in der hochpräzisen Ingenieurstechnologien eignet“, erklärt uns Jean-Charles Vingiano von JVCD 3D, der Experte in Sachen POM ist.

Doch was sind die besonderen Eigenschaften von POM? Polymethylen zeichnet sich besonders durch dessen hervorragenden chemischen Eigenschaften aus, durch die es hitzebeständig und zugleich nicht temperaturempfindlich ist, sodass ein mit POM gedrucktes Teil auch bei Temperatureinwirkungen von -40 bis +140 Grad Celsius stabil bleibt und sich nicht verformt. Auch die Absorption von Feuchtigkeit ist sehr gering und es verfügt über eine gute elektrische Isolation. Zudem zeichnet es sich durch die Schlag- und Abriebfestigkeit aus und verfügt zugleich über gute Gleiteigenschaften. Die Schlagfestigkeit erlangen per POM gefertigte Teile nicht zuletzt durch die sehr gute Adhäsion (Haftung zwischen den einzelnen Schichten, die beim Schmelzschichten entstehen). Dies erklärt Herr Vingiano folgendermaßen: „Ich denke, dass die molekulare Bewegung die Schmelztemperatur des Teils erhöht und es einlagert, so dass zuvor abgeschiedene Schichten eine ausreichende Temperatur aufrechterhalten, um ein gutes Schmelzen zwischen den Schichten zu erlauben.
Laut Herrn Vingiano sei ein mit POM gefertigtes, 3D-gedrucktes Teil nicht von einem per Spritzguss gefertigten Teil zu unterscheiden. Ein weiterer großer Vorteil ist, das POM nicht empfindlich auf den Einsatz von Chemikalien reagiert, wodurch ein Desinfizieren möglich ist ohne das Teil zu beschädigen und somit viele Chancen für diverse Anwendungsbereiche schafft. Die große Bandbreite an möglichen Anwendungsbereichen begünstigt zudem die Farbe des Materials: es liegt in einem klaren Weiß vor, wodurch es leicht einzufärben ist oder auch für sichtbare Teile verwendet werden kann.

POM

POM liegt in weißer Farbe vor

Anwendungsbereiche des Materials

Wie bereits erwähnt, eignet sich POM für eine Vielzahl an Anwendungsbereichen. So eignet es sich dank der Schlagfestigkeit und der geringen Friktion sowie guten Gleiteigenschaften für die Fertigung von kleinsten Zahnrädern und zugleich für die Fertigung von Elementen wie Rucksackschnallen. Außerdem ist es möglich, POM für Teile wie Heizöfen, die Hitze ausgesetzt sind, anzuwenden. Durch weiße Farbe, in der das Material vorliegt, eignet es sich auch für die Fertigung ästhetischer Teile, seien es Armaturen im Innenraum eines Autos oder sogar Implantate. In der Medizin überzeugt es nicht nur dank seiner mechanischen und chemischen Eigenschaften – der Langlebigkeit und der Resistenz gegenüber Desinfektionsmitteln – sondern auch durch dessen Farbe.

POM ermöglicht den Druck komplexer und optisch sichtbarer Teile (Bildnachweis: Jean-Charles Vingiano)

Was Sie beim Drucken von POM beachten sollten

Beim Drucken von POM sollten Sie beachten, das Ihr Drucker über eine beheizbare Druckplatte verfügen muss, da die Haftung an der Druckplatte häufig durch die Gleitfähigkeit des Materials äußerst schwierig ist. Zudem sollten Sie beachten, dass sich der Druck von POM als äußerst schwierig gestalten kann. Zunächst muss Ihr Drucker dazu in der Lage sein, eine Extrusionstemperatur von 220 bis 230 Grad zu erreichen. Besonders wichtig ist zudem das richtige Temperaturmanagement während des Druckprozesses, um ein qualitativ hochwertiges Ergebnis zu erzielen. Laut Herrn Vingiano ist es besonders für Anfänger häufig unerlässlich, zunächst einen Prototypen zu drucken und sich so an die nötigen Parameter des zu druckenden Teils heranzutasten. Dies gilt auch für diejenigen, die bereits mit anderen Materialien Erfahrungen im Bereich des 3D-Drucks gesammelt haben.

Außerdem muss erst der passende Slicer gefunden werden, bei dem die Parameter entsprechend angepasst werden können. Zu empfehlen sind hier Slicer wie Cura oder Simplify3D, die über eine große Bandbreite an Parametern verfügen und durch eine Preview den Druckprozess simulieren. Beachten sollten Sie bei dem Drucken zudem, dass giftige Gase entstehen. Sie sollten wegen dem entstehenden Formaldehyd für eine gute Belüftung des Raumes sorgen und sich selbst ausreichend schützen. Zudem sollten Sie beachten, dass es für POM in Filamentform eine geringere Anzahl an Herstellern gibt als bei anderen Filamenten wie beispielsweise  PEEK oder PLA. Vertreiber des Filaments sind beispielsweise FrontierFila oder Uayella. Vertreiber des Filaments sind beispielsweise von den Marken FrontierFila und Uayella, wobei Sie preislich mit zwischen 20 und 30 Euro pro Spule rechnen sollten.

Eine Spule des Filaments liegt preislich zwischen 20 und 30 Euro

Es lässt sich also festhalten, dass POM zwar über sehr viele interessante Eigenschaften verfügt und es sich für sehr viele Anwendungsbereiche eignet. Sie sollten allerdings bereits einige Erfahrungen im Bereich 3D-Druck haben, um zu wissen, wie Sie sich selbst und andere während dem Druck schützen können und das gewünschte Resultat erzielen können.

*Bildnachweis Titelbild: Sculpteo

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