{"id":51866,"date":"2023-11-23T00:01:59","date_gmt":"2023-11-22T23:01:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=51866"},"modified":"2023-11-28T16:17:12","modified_gmt":"2023-11-28T15:17:12","slug":"filament-vs-pellets-231120231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/filament-vs-pellets-231120231\/","title":{"rendered":"Filament vs. Pellets: Welche Art von Kunststoff sollte man beim 3D-Druck w\u00e4hlen?"},"content":{"rendered":"

Kunststoffe<\/a> sind zweifellos eine der am h\u00e4ufigsten verwendeten Materialfamilien in der additiven Fertigung. Sie sind mit einer Vielzahl von Verfahren kompatibel und bieten eine Vielzahl von Eigenschaften und Merkmalen f\u00fcr gefertigte Teile – von Prototypen und Werkzeugen bis hin zu Endprodukten. Sie sind in verschiedenen Formen erh\u00e4ltlich – Filamente, Granulate, Pulver, Harze – und erf\u00fcllen die Bed\u00fcrfnisse und Anforderungen von Herstellern aller Branchen. Nachdem wir vor einigen Monaten Pulver und Harze<\/a> verglichen haben, ist es nun an der Zeit, zwei weitere Polymerfamilien, n\u00e4mlich Filamente und Pellets (oder Granulat), n\u00e4her zu betrachten. Was sind ihre Eigenschaften und Anwendungen? Mit welchen 3D-Druckverfahren sind sie kompatibel? Welche Hersteller sind auf dem Markt und wie teuer sind diese Materialien? Entdecken Sie alles, was Sie wissen m\u00fcssen, wenn es um Filament vs. Pellets geht!<\/p>\n

Filamente und Pellets sind zwei Materialformen, die derzeit mit der additiven Fertigung kompatibel sind. Obwohl es mittlerweile L\u00f6sungen aus Metall und Keramik gibt, konzentrieren wir uns hier nur auf Kunststoffe<\/strong>. Zun\u00e4chst einmal ist es notwendig, auf die Definition von Kunststoffpellets und Kunststofffilament einzugehen. Pellets, oder Kunststoffgranulat, sind kleine K\u00fcgelchen mit einem Durchmesser von 0,5 cm, die geschmolzen, geformt oder extrudiert werden k\u00f6nnen, um alle Arten von Kunststoffgegenst\u00e4nden herzustellen. Kunststoffpellets sind daher ein Schl\u00fcsselelement in der chemischen Industrie. Sie k\u00f6nnen mithilfe spezieller Maschinen in der additiven Fertigung eingesetzt werden. Filament<\/a> wiederum ist ein Thermoplast, der durch Mischen von Kunststoffgranulat oder zerkleinerten Kunststoffsp\u00e4nen mit verschiedenen Zusatzstoffen hergestellt wird. Die Verwendung eines Filament-Extruders ist notwendig, um das typisch schlauchartige Aussehen zu erhalten. Nach mehreren Abk\u00fchlungsschritten durchl\u00e4uft das Filament einen Wickler, um am Ende eine Spule zu erhalten, die dann in den 3D-Drucker eingesetzt wird.<\/p>\n

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Um Filament f\u00fcr 3D-Drucker herzustellen, ben\u00f6tigt man Kunststoffgranulat (Bild: Capifil)<\/p><\/div>\n

Eigenschaften der Materialien<\/span><\/h3>\n

Die Herstellung von Kunststoffen ist ein riesiger Markt mit steigenden Zahlen in den letzten Jahren, sei es in Bezug auf die Herstellung, die Besch\u00e4ftigten in der Branche oder auch die Investitionen. Kunststoffe sind nach Verlassen der Raffinerie in verschiedenen Formen erh\u00e4ltlich: in fl\u00fcssiger From, als Pulver oder Granulat. In jedem Fall werden sie dann in Form gebracht, um alle Arten von Teilen herzustellen, sei es durch Gie\u00dfen, Spritzgie\u00dfen, Thermoformen und nat\u00fcrlich Extrusion. Wenn wir uns zun\u00e4chst mit industriellen Kunststoffgranulaten besch\u00e4ftigen, m\u00fcssen wir wissen, dass es extrem viele davon auf dem Markt gibt und sie je nach ihrer chemischen Zusammensetzung eine Vielzahl von Eigenschaften und Merkmalen bieten. Sie k\u00f6nnen auch verschiedene Farben haben.<\/p>

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Industrielle Pellets sind eine Mischung aus dem Polymer selbst und chemischen Zus\u00e4tzen. Bei der Herstellung werden verschiedene Polymere verwendet, haupts\u00e4chlich Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polystyrol (PS) oder auch PVC. Je nachdem, welches Kunststoffgranulat man w\u00e4hlt, erh\u00e4lt man nat\u00fcrlich ganz unterschiedliche mechanische und chemische Eigenschaften.<\/p>\n

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Kunststoffgranulate sind auf dem Markt weithin verf\u00fcgbar (Bild: DEKRA Industrial)<\/p><\/div>\n

Einer der Vorteile von Pellets beim 3D-Druck<\/a> ist, dass Pellets bereits in traditionelleren Fertigungstechnologien wie dem Spritzguss verwendet werden. Das hei\u00dft, wenn Sie ein Material verwenden, das f\u00fcr die additive Fertigung qualifiziert ist, k\u00f6nnen Sie das gleiche Material verwenden, wenn Sie auf Spritzguss umsteigen, ohne eine weitere Qualifizierungsstufe durchlaufen zu m\u00fcssen. Dies ist ein gro\u00dfer Vorteil, der bei der Herstellung von Prototypen aus „richtigem Material“ sehr gesch\u00e4tzt wird, aber auch bei der Herstellung von Fertigteilen aus Materialien, die von der Industrie bereits anerkannt sind.<\/p>\n

Wenn wir uns nun mit Filamenten besch\u00e4ftigen, ist ihr Herstellungsprozess langwieriger, denn es geht darum, das Kunststoffgranulat in Schl\u00e4uche zu verwandeln, die extrudiert werden k\u00f6nnen. Es sind also mehrere Schritte erforderlich: Zun\u00e4chst wird dem Granulat die Feuchtigkeit entzogen. Dann wird es geschmolzen, damit es durch einen Extruder gepresst werden kann, der dem Filament sein r\u00f6hrenf\u00f6rmiges Aussehen verleiht. Nach dem Formen wird das Filament in geeigneten B\u00e4dern abgek\u00fchlt. Anschlie\u00dfend wird es auf eine Spule gewickelt, um es in einem 3D-Drucker zu verwenden.<\/p>\n

Bei diesem Prozess der Umwandlung von Pellets in Filament ist zu beachten, dass Zusatzstoffe hinzugef\u00fcgt werden, die das Rohmaterial zwangsl\u00e4ufig ver\u00e4ndern. Wenn Sie ein Filament zum 3D-Drucken eines Teils verwenden, m\u00fcssen Sie einen weiteren Schritt unternehmen, um das Material zu qualifizieren. Was kompatible Kunststoffe betrifft, so wird man verschiedene Arten von Polymeren finden, von PLA \u00fcber ABS<\/a> bis hin zu Elastomeren und Hochleistungskunststoffen wie PEEK oder PEI. Je nach gew\u00e4hltem Filament werden die Eigenschaften des Teils unterschiedlich sein: Wenn man Transparenz sucht, wird man sich eher f\u00fcr Polycarbonat<\/a> entscheiden, w\u00e4hrend man PEEK<\/a> w\u00e4hlen wird, wenn man mechanische Festigkeit w\u00fcnscht.<\/p>\n

Beachten Sie, dass einige Kunststoffe aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung schwerer zu Filament zu verarbeiten sind: Man hat also eine gr\u00f6\u00dfere Auswahl an Materialien, wenn man sich f\u00fcr den 3D-Druck mit Pellets statt Filament entscheidet.<\/p>\n

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KIMYA Fabrik zur Herstellung von Filamenten (Bild: Herv\u00e9 Boutet)<\/p><\/div>\n

Kompatibles 3D-Druckverfahren<\/h3>\n

Ob Sie sich nun f\u00fcr Pellets oder Filament entscheiden, das bevorzugte Druckverfahren ist das Fused Deposition Modeling<\/a> (FDM\/FFF) bzw. FGF beim Pellet-Druck. Das Prinzip ist im Grunde das gleiche: Das Kunststoffmaterial wird erhitzt, durch einen Extruder gepresst und dann Schicht f\u00fcr Schicht auf eine Platte aufgetragen, um das endg\u00fcltige Objekt zu formen. Der Unterschied liegt im Werkzeug, das f\u00fcr die Extrusion verwendet wird.<\/p>\n

Bei Filamenten verwenden 3D-Drucker einen Extruder mit einem Schrittmotor und einem Zahnrad, mit dem das Filament vor- und zur\u00fcckbewegt wird. Am Ende dieses Feeders befindet sich ein Heizblock, der, wie der Name schon sagt, das Material erhitzt. Dieses wird dann durch eine D\u00fcse mit einem Durchmesser zwischen 0,4 und 0,8 mm geleitet, die sich bewegt, um das Filament auf die Platte zu legen. Je nachdem, welches Material Sie verwenden, ben\u00f6tigen Sie eine Messing- oder Kupferd\u00fcse, ein beheiztes Geh\u00e4use, eine beheizte Platte und so weiter. Es ist insbesondere das Thermoplast, das die Art der ben\u00f6tigten Maschine und Ihre Druckparameter bestimmt.<\/p>\n

Bei Pellets ist der Extrusionsprozess etwas anders: Der 3D-Drucker verwendet n\u00e4mlich ein Trichtersystem, das die Kunststoffk\u00fcgelchen aufnimmt und sie in den Schmelzbereich schiebt. Die Pellets werden dann aufgeweicht und von der D\u00fcse ausgesto\u00dfen, die dann das Material Schicht f\u00fcr Schicht auf die Druckplatte auftragen kann. Die D\u00fcse kann verschiedene Durchmesser haben, die in der Regel gr\u00f6\u00dfer sind als bei FDM-3D-Druckern, die mit Filamenten arbeiten. Schlie\u00dflich kann diese Art von Extrusionssystem auch auf Roboterarmen installiert werden, um eine gr\u00f6\u00dfere Druckfl\u00e4che und Flexibilit\u00e4t zu bieten.<\/p>\n

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Das Extrusionssystem f\u00fcr Kunststoffgranulate ist anders als das f\u00fcr Filamente (Bild: Pollen AM)<\/p><\/div>\n

Die Verwendung von Pellets erm\u00f6glicht h\u00f6here Ablagerungsgeschwindigkeiten<\/strong> als die Verwendung eines Filaments und auch gr\u00f6\u00dfere Volumina<\/strong>. Die Genauigkeit und die Aufl\u00f6sung sind jedoch geringer. Der 3D-Druck mit Pellets sollte daher f\u00fcr gro\u00dfformatige Teile<\/a> bevorzugt werden, da die Filamentspule nicht gewechselt werden muss und die Maschine in der Lage ist, eine gr\u00f6\u00dfere Menge ohne Unterbrechung zu extrudieren. Beachten Sie jedoch, dass ein herk\u00f6mmlicher Pellet-3D-Drucker das Material nicht schrumpfen kann, was dazu f\u00fchren kann, dass mehr Kunststoff aus der D\u00fcse flie\u00dft als bei einer FDM-Maschine. Um den Materialfluss zu unterbrechen, m\u00fcsste die D\u00fcse angehalten oder blockiert werden. F\u00fcr komplexere und detailliertere Teile ist der 3D-Druck von Filamenten daher besser geeignet.<\/p>\n

Anwendungen von Filamenten oder Pellets im 3D-Druck<\/h3>\n

Insgesamt sind die Anwendungen des 3D-Drucks von Pellets oder Filamenten recht \u00e4hnlich: Prototypen, Werkzeuge, fertige Teile – das Spektrum ist gro\u00df. Es gibt jedoch einige wesentliche Unterschiede, die Sie beachten sollten, bevor Sie sich f\u00fcr das eine oder das andere entscheiden.<\/p>\n

Auf der einen Seite bieten Filamente aufgrund ihrer Vielseitigkeit und ihrer Verf\u00fcgbarkeit auf dem Markt eine gro\u00dfe Bandbreite an Anwendungsm\u00f6glichkeiten. Sie eignen sich gut f\u00fcr die Herstellung kleinerer Teile, aber auch f\u00fcr Projekte, die ein gewisses Ma\u00df an Detailgenauigkeit und Pr\u00e4zision erfordern. Filamente werden h\u00e4ufig im Bereich der schnellen Prototypenherstellung eingesetzt, die es Designern und Ingenieuren erm\u00f6glicht, Modelle zu erstellen und mehrfach zu testen, um Konzepte vor der endg\u00fcltigen Produktion zu bewerten. Je nach den Eigenschaften des jeweiligen Filaments k\u00f6nnen Teile f\u00fcr die Automobil-, Luftfahrt-, Lebensmittel- und Medizinindustrie usw. entworfen werden. Einige Thermoplaste sind sogar feuer- und rauchbest\u00e4ndig, andere sind biokompatibel, manche werden mit Kohlenstofffasern verst\u00e4rkt, um widerstandsf\u00e4higer zu sein, aber dennoch ein geringes Gewicht zu haben.<\/p>\n

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Steam-Sessel, entworfen von Slicelab und mit PETG-Granulat auf dem 3D-Drucker EXT 1270 Titan Pellet gedruckt<\/p><\/div>\n

Wenn man sich im Gegensatz dazu Pellets ansieht, ist besonders interessant, dass man durch das Mischen verschiedener Kunststoffarten ma\u00dfgeschneiderte Rezepturen erstellen kann. Diese Vielseitigkeit er\u00f6ffnet eine Vielzahl von Anwendungsm\u00f6glichkeiten, insbesondere im Gesundheitssektor, wo biokompatible Materialien f\u00fcr die Herstellung von ma\u00dfgeschneiderten Prothesen und Implantaten entwickelt werden k\u00f6nnen. In der Automobilbranche werden Granulate zur Herstellung von kundenspezifischen Teilen wie Armaturenbrettelementen, Kabeltr\u00e4gern, Motorabdeckungen und mechanischen Komponenten verwendet, wodurch der Entwicklungsprozess beschleunigt und die Kosten gesenkt werden. Pellets werden auch in der Designbranche gesch\u00e4tzt, um gr\u00f6\u00dfere M\u00f6bel und Dekorationsgegenst\u00e4nde herzustellen. Schlie\u00dflich ist es auch m\u00f6glich, Pellets aus recycelten Materialien herzustellen, was die Kreislaufwirtschaft f\u00f6rdert, die in unserer heutigen Gesellschaft von gro\u00dfer Bedeutung ist. Dasselbe recycelte Granulat kann auch zur Herstellung von Filamenten<\/a> verwendet werden.<\/p>\n

Schlie\u00dflich ist die Verwendung von Pellets bei der additiven Fertigung, wie bereits erw\u00e4hnt, besonders f\u00fcr die Materialprototypisierung interessant. Da das Rohmaterial beim 3D-Druck und beim Spritzguss das gleiche ist, kann ein Betreiber seine Prototypen in 3D drucken, sie vor der Serienproduktion testen und zertifizieren lassen, ohne zus\u00e4tzliche Zertifizierungsschritte durchlaufen zu m\u00fcssen. Das ist eine erhebliche Zeitersparnis f\u00fcr die Industrie.<\/p>\n

Preis<\/h3>\n

Filamente sind auf dem Markt weitgehend verf\u00fcgbar und f\u00fcr Anf\u00e4nger h\u00e4ufiger erschwinglich. Sie werden in Form von Spulen verkauft, die in der Regel 750 Gramm wiegen, was ihre Verwaltung und Lagerung<\/a> vereinfacht. Die Preise variieren je nach Art des Filaments, aber im Allgemeinen k\u00f6nnen Sie eine Spule mit PLA, einem der beliebtesten Materialien, f\u00fcr etwa 20 bis 30 Euro erwerben. Einige speziellere Filamente, wie flexibles Filament oder Verbundmaterial, k\u00f6nnen jedoch teurer sein und zwischen 30 und 50 Euro pro Spule kosten. Wenn Sie au\u00dferdem h\u00e4ufig gro\u00dfe Objekte drucken, k\u00f6nnen die Kosten f\u00fcr Filamente schnell ansteigen.<\/p>\n

Pellets werden im Gegensatz zu Filamenten meist in S\u00e4cken von mehreren Kilogramm verkauft, sodass Sie eine gro\u00dfe Menge des Materials auf einmal kaufen k\u00f6nnen. Dies kann eine h\u00f6here Anfangsinvestition bedeuten, da die Preise f\u00fcr Granulats\u00e4cke je nach Kunststoffart und Menge von 50 bis 100 Euro oder mehr reichen k\u00f6nnen. Aus rein finanzieller Sicht \u00fcberwiegen Pellets oftmals gegen\u00fcber Filamenten. Der Kilopreis von Pellets ist g\u00fcnstiger als der von Filamenten, was haupts\u00e4chlich auf den Verarbeitungsprozess zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, der zur Herstellung von Pellets erforderlich ist. Andererseits kann es f\u00fcr einen Nutzer, der eine kleine Menge Kunststoffgranulat kaufen m\u00f6chte, schwierig sein, die gew\u00fcnschte Menge zu finden.<\/p>\n

Sie sollten also bedenken, dass der anf\u00e4ngliche Preis f\u00fcr Pellets aufgrund des Gro\u00dfeinkaufs zwar h\u00f6her erscheinen mag, f\u00fcr Vielnutzer von 3D-Druckern langfristig jedoch g\u00fcnstiger sein kann. Dies h\u00e4ngt nat\u00fcrlich von Ihren Bed\u00fcrfnissen und Ihrem Budget ab.<\/p>\n

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Eine Spule Filament bleibt relativ erschwinglich (Bild: La Nouvelle Ecole)<\/p><\/div>\n

Hersteller<\/h3>\n

Auf dem Markt f\u00fcr 3D-Druck gibt es eine Vielzahl von Herstellern von Filamenten und Pellets, von denen jeder seinen Beitrag zu dieser schnell wachsenden Branche leistet. Wie bereits erl\u00e4utert, werden Filamente aufgrund ihrer einfachen Handhabung und Erschwinglichkeit weithin gesch\u00e4tzt. Unternehmen wie Polymaker, 3DXtech, 3D4Makers, Nanovia und ColorFabb bieten eine breite Palette an hochwertigen Filamenten an, von PLA \u00fcber ABS bis hin zu PETG<\/a>. Die gro\u00dfen Chemie-Unternehmen tragen einen gro\u00dfen Teil zu dieser Industrie bei, wobei einige von ihnen ihre eigenen Filamentmarken entwickelt haben, wie z. B. BASF oder Evonik.\u00a0<\/span><\/p>\n

Auf der Seite der Kunststoffgranulate sind die Hersteller tendenziell eher Chemiekonzerne – Arkema oder SABIC, um nur zwei zu nennen. Es gibt aber auch Akteure wie Felfil, 3DXtech oder Xtellar. Einige haben sich sogar auf die Herstellung von Kunststoffgranulat aus wiederverwerteten Abf\u00e4llen spezialisiert, wie das amerikanische Unternehmen re3D, wieder andere stellen sowohl\u00a0 Pellet als auch Filamente her, zum Beispiel KIMYA.<\/p>\n

Wenn wir uns schlie\u00dflich die Hersteller von Maschinen ansehen, die mit dieser Art von Kunststoff kompatibel sind, sollten Sie wissen, dass es eine gro\u00dfe Auswahl gibt, insbesondere bei den Filamenten. Es gibt historische Akteure wie Stratasys, UltiMaker oder Zortrax. Immer mehr Akteure dr\u00e4ngen auf den Markt und bieten Desktop-Drucker, professionelle Drucker oder industrielle Drucker an. Wenn Sie sich f\u00fcr Unternehmen aus der DACH-Region interessieren, haben wir HIER<\/a> eine Liste von FDM\/FFF-Herstellern f\u00fcr Sie zusammengestellt. Auf der Granulatseite sind die Hersteller Arburg und Pollen AM zu nennen, aber auch 3D Systems, das 2022 die Firma Titan Robotics aufgekauft hat, oder AIM3D<\/a>. Dies sind nat\u00fcrlich nur einige Beispiele, die Liste k\u00f6nnte noch verl\u00e4ngert werden.<\/p>\n

\"Filament

Bild: 3Dnatives<\/p><\/div>\n

Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass beide Kunststoffarten Produktionsvorteile bieten, die sich gut f\u00fcr unterschiedliche Fertigungssituationen eignen. Achten Sie darauf, dass Sie das richtige Material verwenden, um die Effizienz Ihres additiven Fertigungsprozesses zu maximieren!<\/p>\n

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Kunststoffe sind zweifellos eine der am h\u00e4ufigsten verwendeten Materialfamilien in der additiven Fertigung. Sie sind mit einer Vielzahl von Verfahren kompatibel und bieten eine Vielzahl von Eigenschaften und Merkmalen f\u00fcr gefertigte Teile – von Prototypen und Werkzeugen bis hin zu…<\/p>\n","protected":false},"author":6102,"featured_media":51875,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[38],"tags":[],"class_list":["post-51866","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-3d-materialien"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/51866","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6102"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=51866"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/51866\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":52042,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/51866\/revisions\/52042"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/51875"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=51866"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=51866"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=51866"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}