11 Tipps für den erfolgreichen 3D-Druck mit ABS, ASA und PC

Wenn Sie Teile benötigen, die fester sind und Hitze besser vertragen als PLA, werden Sie wahrscheinlich auf ABS, ASA und Polycarbonat schauen. Diese Filamente sind schwieriger zu drucken als PLA. Sie erfordern eine sorgfältigere Einrichtung und mehr Geduld, außerdem müssen Sie ihr Verhalten verstehen. Es ist mehr Arbeit, aber Sie können Teile herstellen, die tatsächlich unter schwierigen Bedingungen funktionieren. Das Wichtigste dabei ist, dass die Kontrolle Ihrer Druckumgebung bei diesen Materialien mehr zählt als alles andere.

Tipp #1: Statten Sie Ihren Drucker mit einem Hochtemperatur-Allmetall-Hotend aus

Viele einfache 3D-Drucker haben ein PTFE-Rohr im Hotend. Wenn die Temperatur über etwa 240 °C steigt, kann sich dieses Rohr zersetzen. Dies kann schädliche Dämpfe freisetzen und zu häufigeren Verstopfungen führen. Dies passiert oft, wenn Leute versuchen, bei den höheren Temperaturen zu drucken, die für ABS, ASA und insbesondere PC benötigt werden.

Sie benötigen ein Allmetall-Hotend, um diese Materialien erfolgreich zu drucken. Bei diesem Hotend-Typ wird die PTFE-Auskleidung aus der beheizten Zone entfernt, sodass es sicher die 270 °C erreichen kann, die für ABS/ASA benötigt werden, sowie die 300 °C oder mehr, die Polycarbonat oft erfordert. Diese Umrüstung stellt sicher, dass die Temperatur stabil und sicher bleibt, damit die Ergebnisse immer konsistent sind.

Tipp #2: Ein Gehäuse ist unverzichtbar

ABS, ASA und PC neigen alle dazu, beim Abkühlen zu schrumpfen. Wenn diese Abkühlung zu schnell oder ungleichmäßig erfolgt, kann sich der Druck verziehen, wobei sich die Ecken vom Bett abheben, oder die Schichten können sich trennen, was als Delamination bekannt ist. Ein Gehäuse ist die effektivste Methode, um diese Probleme zu verhindern. Es hält die Wärme des Druckbetts zurück und schafft eine stabile, warme Umgebung um das Druckobjekt herum. Dies verlangsamt den Abkühlungsprozess und reduziert innere Spannungen. Das Verständnis der grundlegenden Gründe, warum man ein 3D-Drucker-Gehäuse verwendet, kann die entscheidende Rolle für diese stabilen Druckbedingungen weiter verdeutlichen.

• Für ABS/ASA: Eine einfache Box, ob gekauft oder selbstgebaut (aus Materialien wie Acrylplatten), ist normalerweise ausreichend. Sie speichert genug Wärme, um die meisten Verformungen und Risse zu verhindern.
• Für Polycarbonat (PC): PC profitiert stark von einer heißeren, stärker kontrollierten Umgebung. Für beste Ergebnisse, insbesondere bei größeren Teilen, ist eine aktiv beheizte Kammer, die eine konstante Temperatur zwischen 50–70 °C aufrechterhalten kann, ideal. Dies trägt dazu bei, dass die Teile gute mechanische Eigenschaften und minimale Verformung aufweisen.

Tipp #3: Wählen Sie die richtige Bettoberfläche und halten Sie sie heiß

Eine gute Haftung der ersten Schicht ist entscheidend. Diese fortgeschrittenen Materialien benötigen ein heißes Druckbett, um zu verhindern, dass die Basis des Modells zu schnell abkühlt, schrumpft und sich ablöst.

• Die Betttemperaturen liegen typischerweise bei 100–110 °C für ABS und ASA.
• Polycarbonat erfordert in der Regel noch höhere Betttemperaturen, oft zwischen 110–130 °C.

Die Art der Bauoberfläche ist ebenfalls wichtig. Während einige Leute Glas mit Haftmitteln verwenden, bieten andere Oberflächen möglicherweise eine zuverlässigere Haftung.

• PEI-Folien (Polyetherimid): PEI-Folien sind eine beliebte Wahl, erhältlich in glatter oder strukturierter Oberfläche. Sie bieten bei Hitze gute Haftung, und die Teile lösen sich oft leicht, sobald sie abgekühlt sind.
• Garolit-Folien (G-10): Diese bieten hervorragende Haftung und Haltbarkeit und eignen sich daher für technische Filamente.

Tipp #4: Halten Sie Ihr Filament knochentrocken

Viele Hochleistungsfilamente sind hygroskopisch, das heißt, sie nehmen Feuchtigkeit aus der Luft auf. Polycarbonat ist besonders anfällig dafür, während ABS und ASA ebenfalls betroffen sind. Wenn das Filament "feucht" ist, verwandelt sich die Feuchtigkeit im Hotend in Dampf, der Blasen im extrudierten Kunststoff erzeugt. Dies führt zu schwachen, spröden Drucken mit schlechter Oberflächenqualität und erhöhter Fadenbildung, was die Druckqualität beeinträchtigt.

Es ist entscheidend, Ihr Filament vor dem Druck zu trocknen. Ein spezieller Filamenttrockner ist eine lohnende Investition.

• Trocknungsrichtlinien: Trocknen Sie ABS/ASA typischerweise bei etwa 65 °C und PC bei 70–80 °C für mindestens 4–6 Stunden.
• Beste Praxis: Für sehr empfindliche Materialien wie PC kann das Drucken direkt aus dem Filamenttrockner helfen, sicherzustellen, dass es während des gesamten Druckvorgangs trocken bleibt.

Tipp #5: Verzug mit Haftschichten (Brims) und Rafts zähmen

Selbst mit der kontrollierten Umgebung durch ein Gehäuse und ein beheiztes Bett können sich Teile mit scharfen Ecken oder kleinen Kontaktflächen zum Bett noch anheben. Slicer-Einstellungen wie Brims und Rafts können helfen.

• Brim: Ein Brim fügt mehrere Filamentlinien um die Basis Ihres Modells herum hinzu und vergrößert so die Kontaktfläche mit dem Bett. Dies hilft, die Kanten zu halten. Ein Brim von 10–20 Linien ist ein guter Ausgangspunkt für die meisten Teile.
• Raft: Bei Teilen, die sehr anfällig für Verzug sind, wie langen, dünnen Objekten, bietet ein Raft eine robustere Lösung. Ein Raft ist eine dicke Basis aus Filament, die zuerst gedruckt wird, und das Modell wird dann darauf gedruckt. Dies gibt dem Modell ein stabiles Fundament.

Tipp #6: Verwenden Sie einen Temperaturturm, um die Einstellungen zu optimieren

Filamenthersteller geben empfohlene Temperaturbereiche an, aber die optimale Temperatur kann zwischen Marken und sogar Farben variieren. Das Drucken eines Temperaturturm-Modells hilft Ihnen, die beste Extrusionstemperatur für jede neue Spule zu finden. Dieses Modell druckt Abschnitte bei verschiedenen Temperaturen, sodass Sie die Schichthaftung, Oberflächenqualität und Fadenbildung überprüfen können. Sie suchen im Allgemeinen nach der höchsten Temperatur, die ein starkes Teil mit sauberer Oberfläche ergibt.

Startbereiche: Für ABS/ASA versuchen Sie einen Bereich von 240–260 °C. Für Polycarbonat beginnen Sie zwischen 270–310 °C.

Tipp #7: Meistern Sie den Kühlventilator (Hinweis: Schalten Sie ihn aus)

Wenn Sie PLA drucken, wissen Sie, wie wichtig der Bauteilkühlventilator ist. Bei ABS, ASA und PC kann der Bauteilkühlventilator hingegen oft mehr schaden als nützen. Eine schnelle Abkühlung durch den Ventilator kann zu Temperaturabfällen in bestimmten Bereichen führen, was Schichttrennungen und eine Schwächung des Teils verursachen kann.

Wenn Sie die meisten dieser Materialien drucken möchten, stellen Sie den Bauteilkühlventilator für den gesamten Druck auf 0 % ein. Die Einrichtung des Gehäuses, wie wir in Tipp #2 besprochen haben, und das langsame und gleichmäßige Abkühlen lassen, sind es, die zu starken Schichtbindungen beitragen. Diese Regel wird meist nur bei Modellen mit großen Überhängen oder sehr kurzen Schichtzeiten gebrochen, die zusätzliche Hilfe zum schnellen Aushärten benötigen. Manchmal wird eine sehr langsame Ventilatorgeschwindigkeit (10–25 %) verwendet, aber es ist besser, darauf zu verzichten.

Tipp #8: Langsamer drucken für bessere Schichthaftung

Meistens wollen die Leute schneller drucken, aber bei diesen technischen Produkten sind die Qualität des Drucks und seine Festigkeit wichtiger. Bei Druckgeschwindigkeiten zwischen 30 und 60 mm/s hat jede Schicht mehr Zeit, um richtig zu schmelzen und sich mit der darunter liegenden Schicht zu verbinden. Dies macht die Verbindung zwischen den Schichten und das gesamte Teil stärker.

Tipp #9: Lassen Sie es langsam abkühlen

Es kann verlockend sein, einen Druck sofort nach Fertigstellung zu entfernen, aber dies kann zu Verformungen führen. Wenn ein heißes Teil plötzlich kühlerer Raumluft ausgesetzt wird, kann es einen Thermoschock erleiden. Nachdem der Druck beendet ist, schalten Sie die Heizungen des Druckers aus, aber halten Sie das Gehäuse geschlossen. Lassen Sie das Teil und das Bett allmählich auf Raumtemperatur abkühlen. Teile lösen sich beim Abkühlen oft von selbst.

Tipp #10: Gehen Sie verantwortungsvoll mit Dämpfen um

Sicherheit ist wichtig. Beim Drucken von ABS und ASA wird Styrol (ein VOC) freigesetzt, das einen starken Geruch hat und reizend wirken kann.

• Beste Option: Leiten Sie die Dämpfe aus dem Druckergehäuse mit einem Ventilator und einer Rohrleitung direkt nach außen.
• Gute Alternative: Verwenden Sie einen Aktivkohle- und HEPA-Filter (wie einen BentoBox oder ähnliche Konstruktionen) im Gehäuse, um die Luft zu filtern.
• Minimum: Stellen Sie sicher, dass der Raum sehr gut belüftet ist.

Tipp #11: Ziehen Sie das Tempern nach dem Druck für maximale Festigkeit in Betracht

Für Teile, die maximale Festigkeit und Hitzebeständigkeit benötigen, kann das Tempern vorteilhaft sein. Dieser Wärmebehandlungsprozess hilft, innere Spannungen abzubauen, die während des Druckens entstanden sind. Um ein Teil zu tempern, legen Sie es in einen Umluftofen auf ein Sandbett (um es zu stützen und Durchhängen zu verhindern) und erhitzen Sie es etwa eine Stunde lang auf eine Temperatur knapp unter seiner Glasübergangstemperatur. Dann lassen Sie es langsam im Ofen abkühlen. Dies kann die mechanischen Eigenschaften des Teils erheblich verbessern. Informieren Sie sich immer über die spezifische Temperaturtemperatur für Ihre Filamentmarke.

Materialspezifische Tipps: Nuancen sind wichtig

Obwohl diese allgemeinen Tipps für alle drei Materialien gelten, hat jedes seine eigene Persönlichkeit, die eine etwas andere Herangehensweise erfordert.

Für ABS

Dies ist oft das erste fortgeschrittene Material, das Leute ausprobieren. Es ist das verzeihlichste der drei in Bezug auf die Betthaftung auf einer PEI-Folie, erzeugt aber auch den stärksten Geruch. Für ultimative Haftung, besonders auf einer Glasplatte, stellen einige Benutzer eine "ABS-Slurry" her, indem sie Reststücke von ABS-Filament in Aceton auflösen und eine dünne Schicht auf die Bauplatte streichen.

Für ASA

Betrachten Sie ASA als eine modernisierte Version von ABS. Es ist etwas weniger anfällig für Verzug und im Allgemeinen einfacher zu drucken. Sein Hauptvorteil ist die überlegene UV-Beständigkeit, was bedeutet, dass es bei längerer Sonneneinstrahlung nicht spröde wird oder vergilbt. Dies macht es zur idealen Wahl für alle funktionalen Teile, die im Freien verwendet werden.

Für PC

Polycarbonat existiert in einer anderen Liga der Schwierigkeit und wird Anfängern nicht empfohlen. Dieses Material verzeiht keine Fehler. Die wichtigste Regel ist, das Filament perfekt trocken zu halten; überspringen Sie niemals den Trocknungsschritt. Sie müssen es in der heißesten, stabilsten Umgebung drucken, die Sie schaffen können, was eine aktiv beheizte Kammer sehr empfehlenswert macht. Wenn eine PEI-Folie keine ausreichende Haftung bietet, ist oft ein spezielles Haftmittel wie Magigoo PC erforderlich, um die erste Schicht zu fixieren.

Fortgeschrittene Filamente erfolgreich drucken!

Das Drucken mit ABS, ASA und Polycarbonat erfordert mehr Einrichtung als PLA, aber die Ergebnisse rechtfertigen den Aufwand. Sie benötigen die richtige Ausrüstung – ein Allmetall-Hotend, Gehäuse und beheiztes Bett – sowie sorgfältige Aufmerksamkeit für die Filamentlagerung und Umweltkontrolle. Obwohl die Lernkurve steiler ist und Sicherheit eine Rolle spielt, ermöglichen Ihnen diese Materialien die Herstellung funktionaler Teile, die echten Belastungen, Hitze und Außenbedingungen standhalten. Dieser Übergang vom Hobby-Druck zu technischen Materialien verwandelt Ihren Drucker in ein Werkzeug zur Lösung tatsächlicher Probleme.