Druckwerk38 – Region 38
3D-Druck technischer Bauteile aus PA6-CF, PPS-CF und ASA-CF
Faserverstärkte technische Kunststoffe halten Temperaturen, Lasten und Medien stand, für die Standardfilamente nicht ausgelegt sind. Druckwerk38 fertigt Funktionsbauteile, Vorrichtungen und Kleinserien aus PA6-CF, PPS-CF und ASA-CF. Der Werkstoff wird nach den Einsatzbedingungen gewählt.
Werkstoffe im Überblick
| Kennwert | PA6-CF | PPS-CF | ASA-CF |
|---|---|---|---|
| Wärmeformbeständigkeit HDT, 1,8 MPa | 173 °C | 133 °C | 97 °C |
| Wärmeformbeständigkeit HDT, 0,45 MPa | 215 °C | 252 °C | 103 °C |
| Zugfestigkeit in Schichtrichtung (X-Y) | 109 MPa | 59 MPa | 44 MPa |
| Zugfestigkeit zwischen den Schichten (Z) | 54 MPa | 32 MPa | 25 MPa |
| E-Modul in Schichtrichtung (X-Y) | 8,6 GPa | 5,4 GPa | 3,6 GPa |
| Besonderheit | Hohe Steifigkeit, nimmt Feuchtigkeit auf | Chemikalienbeständig, UL 94 V-0 (Werkstoff) | UV- und witterungsbeständig |
Herstellerangaben Polymaker Fiberon (PA6-CF20, PPS-CF10, ASA-CF08), Prüfkörper nach ISO 75, ISO 527 und ISO 178. PA6-CF im trockenen Zustand, PPS-CF getempert. Die Werte gelten für Normprüfkörper, nicht für jede Bauteilgeometrie.
Weitere technische Werkstoffe
| Kennwert | PA12-CF | PC | PCTG |
|---|---|---|---|
| Wärmeformbeständigkeit HDT, 1,8 MPa | 105 °C | 107 °C | 64 °C |
| Wärmeformbeständigkeit HDT, 0,45 MPa | 131 °C | 111 °C | 76 °C |
| Zugfestigkeit in Schichtrichtung (X-Y) | 77 MPa | 69 MPa | 44 MPa¹ |
| Zugfestigkeit zwischen den Schichten (Z) | 52 MPa | 53 MPa | k. A. |
| E-Modul in Schichtrichtung (X-Y) | 3,3 GPa | 2,5 GPa | k. A. |
| Besonderheit | Nimmt weniger Feuchtigkeit auf als PA6 | Schlagzäh, formstabil über 100 °C | Sehr zäh, Bruchdehnung 220 %¹ |
Herstellerangaben Polymaker Fiberon PA12-CF10 (getempert, trocken), Polymaker PolyLite PC und 3DJAKE PCTG. ¹ 3DJAKE nennt keine Druckrichtung, die Werte sind daher nur eingeschränkt vergleichbar.
Daneben verarbeiten wir glasfaserverstärkte Polyamide (PA6-GF, PA12-GF), PETG, ABS, ASA, TPU und ESD-Werkstoffe. Kennwerte dazu nennen wir auf Anfrage aus den jeweiligen Datenblättern.
PA6-CF: steif und belastbar
Carbonfaserverstärktes Polyamid 6 mit hoher Steifigkeit und Festigkeit, wärmeformbeständig bis 173 °C bei 1,8 MPa. Geeignet für Halterungen, Adapter und Vorrichtungen unter mechanischer Last. Polyamid nimmt Feuchtigkeit auf. Die Kennwerte gelten im trockenen Zustand, mit Feuchtigkeit sinken Steifigkeit und Festigkeit, die Zähigkeit steigt.
PPS-CF: Hochleistungskunststoff für Temperatur und Medien
Polyphenylensulfid mit Carbonfaser. Wärmeformbeständig bis 252 °C bei 0,45 MPa, beständig gegen viele Chemikalien, als Werkstoff nach UL 94 V-0 eingestuft (Herstellerangabe, 1,5 mm). Für Bauteile in warmen Umgebungen, an Prüfständen oder mit Medienkontakt. Verarbeitet wird es bei 310 bis 350 °C Düsentemperatur. Die Tabellenwerte gelten für getemperte Prüfkörper, das Tempern Ihrer Bauteile übernehmen wir auf Wunsch.
ASA-CF: für den Außeneinsatz
UV- und witterungsbeständig, formstabil bis knapp 100 °C. Für Gehäuse, Abdeckungen und Bauteile im Freien.
Bauraum
Bauteile bis 340 × 320 × 340 mm fertigen wir in einem Stück, für alle hier genannten Werkstoffe einschließlich PPS-CF. Kleinere Bauteile und Kleinserien laufen parallel auf weiteren Druckern mit 256 × 256 × 256 mm Bauraum. Wie ein Bauteil im Bauraum ausgerichtet wird, richtet sich nach der Belastungsrichtung (siehe Anisotropie).
Wirtschaftlich ab Stück 1
Der 3D-Druck braucht keinen Werkzeugbau, keine Mindestmenge und kaum Rüstzeit. Die Kosten pro Teil hängen deshalb kaum von der Stückzahl ab. Spritzguss rechnet sich erst ab mehreren hundert bis tausend Teilen, weil zuerst das Werkzeug bezahlt werden muss. Für Prototypen, Einzelteile und Kleinserien im zwei- bis niedrigen dreistelligen Bereich ist der 3D-Druck deshalb meist das wirtschaftlichere Verfahren.
Anisotropie: Warum die Druckrichtung zählt
FDM-Bauteile entstehen Schicht für Schicht. In Schichtrichtung tragen der durchgehende Strang und die Fasern, zwischen den Schichten nur die Verbindung der Lagen. Laut Hersteller erreichen alle drei Werkstoffe zwischen den Schichten nur etwa die Hälfte der Zugfestigkeit in Schichtrichtung: PA6-CF 54 statt 109 MPa, PPS-CF 32 statt 59 MPa, ASA-CF 25 statt 44 MPa.
Deshalb gehört die Druckausrichtung zur Konstruktion. Hauptlasten sollen möglichst in Schichtrichtung verlaufen, kritische Querschnitte und Übergänge werden darauf ausgelegt. Wo das nicht reicht, sagen wir es und empfehlen ein anderes Fertigungsverfahren.
Grenzen
Kein Ersatz für last-, hitze- oder dichtkritische Metallteile und keine sicherheitsrelevanten tragenden Bauteile. Enge Toleranzen jenseits der FDM-Genauigkeit sind nicht möglich.
Mit oder ohne CAD-Daten
Sie haben bereits CAD-Daten? Dann fertigen wir direkt danach. Senden Sie STEP oder STL zusammen mit Werkstoff- und Belastungsanforderungen, Stückzahl und Termin. Noch keine CAD-Daten? Dann konstruieren wir das Bauteil nach Ihrer Anforderung (CAD-Konstruktion) oder rekonstruieren es aus einem vorhandenen Teil (Reverse Engineering).
Druckwerk38 ist in Braunschweig ansässig und betreut Kunden in der gesamten Region 38: Wolfsburg, Salzgitter, Wolfenbüttel, Gifhorn, Peine, Helmstedt.
