Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie teuer 3D-Materialien sind? Wie bei jeder Produktion ist das im 3D-Druck verwendete Material entscheidend für die Herstellung eines langlebigen Produkts und einen reibungslosen Fertigungsprozess. Außerdem bestimmt der Preis des Druckmaterials, wie viel das Endprodukt kosten wird.
Der 3D-Druck bietet eine unendliche Vielfalt an Druckmöglichkeiten, die durch die Vielfalt der verwendeten Materialien ermöglicht wird. Je nach verwendetem Material hat dies jedoch mitunter seinen Preis.
Im Folgenden werden wir uns mit gängigen Materialien im 3D-Druck befassen und Ihnen einen Überblick darüber geben, wie viel Sie dafür bezahlen sollten.
Im 3D-Druck verwendete Materialarten
Im Zeitalter modernster Technologie kommen bei den meisten 3D-Druckern Metalle und Thermoplaste zum Einsatz.
Zu den gängigen Thermoplasten gehören:
- PLA
- PVA
- ABS
- Kohlefaser
- Nylon
Zu den gängigen Metallen gehören:
- Titan
- Edelstahl
- Aluminium
- unter anderem Kobalt
Da es beim 3D-Druck jedoch verschiedene Technologien gibt, erfordert jedes Verfahren unterschiedliche Materialien. Aus diesem Grund kommen unter anderem auch andere Materialien wie Filamente, Harze, Papier und Pulver zum Einsatz.
Daher werden in diesem Artikel drei gängige 3D-Drucktechnologien und die dabei verwendeten Materialien näher betrachtet.
- Materialextrusion (FDM)
- Photopolymerisation im Tank
- Pulverbettfusion
- Materialextrusion (FDM)
FDM (Fused Deposition Modeling) zählt zu den gängigsten und beliebtesten Verfahren im 3D-Druck. Dabei kommen in der Regel Thermoplaste zum Einsatz, und die Kosten für FDM-Material richten sich nach der Art des verwendeten Polymers. Weitere Faktoren, die den Preis beeinflussen, sind die Materialqualität, die Maßhaltigkeit und die Farbe.
- PLA
PLA, kurz für Polymilchsäure, ist in verschiedenen Farben und Mischungen erhältlich. Es handelt sich um ein biologisch abbaubares Polymer, das aus Zuckerrohr oder Maisstärke hergestellt wird. Es ist zweifellos das beliebteste Filamentmaterial für FDM-3D-Drucker, lässt sich einfach verarbeiten und besticht durch seine außergewöhnliche Ästhetik.
PLA lässt sich leicht pigmentieren, ist in einer beeindruckenden Farbpalette erhältlich und weist eine gute Härte und Festigkeit auf. Zwar ist PLA in verschiedenen Qualitäten und Mischungen erhältlich, doch liegen die Preise für Standardfilamente zwischen 15 und 28,99 Euro pro Kilogramm. Es gibt jedoch auch Spezialfilamente, wie beispielsweise Seiden-PLA, das etwa 30 Euro kostet, sowie farbwechselndes PLA, dessen Preis bei etwa 40 Euro beginnt.
- ABS
ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) zählt zu den häufig verwendeten Kunststoffen. Es wird aus Erdöl gewonnen und schrumpft beim Abkühlen erheblich, weshalb eine beheizte Bauplatte von Vorteil ist. Das Abkühlen kann jedoch zu Verformungen führen, weshalb der Einsatz von geschlossenen Druckern erforderlich ist.
Dennoch zeichnen sich mit 3D-Drucktechnologie hergestellte ABS-Teile durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus, darunter Hitzebeständigkeit, Langlebigkeit und Festigkeit. Zudem ist ABS in Bezug auf die Kosten ein recht preiswertes Material für den FDM-Druck. So kostet eine 1-kg-Spule ABS beispielsweise bereits ab 20 bis 35 Euro.
- PETG
PETG ist aufgrund seiner Lebensmittelechtheit sehr beliebt und ähnelt stark den PET-Kunststoffen, aus denen Wasser- und Limonadenflaschen hergestellt werden.
PETG ist in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit, Temperaturbeständigkeit und Festigkeit eine hervorragende Alternative zu ABS. Außerdem kann man mit PETG – anders als bei ABS – auch ohne beheiztes Druckbett drucken.
Zudem ist es ein Material mit hoher chemischer Beständigkeit, was den Aspekt der Lebensmittelsicherheit erklärt. Angesichts all dieser hervorragenden Eigenschaften könnte man meinen, dass PETG sehr teuer ist, doch das ist nicht der Fall. Der aktuelle Preis für 1 kg PLA liegt in der EU bei 28,99 €, und hochwertige Premium-Sorten kosten bis zu 55 €.
- HIPS und PVA
HIPS weist dieselben Eigenschaften wie ABS auf, insbesondere hinsichtlich der Drucktemperatur. Dadurch ergibt sich eine perfekte Kombination: ABS als Hauptdruckmaterial und HIPS als Stützmaterial. Eine Spule HIPS kostet etwa 20 bis 60 Euro, während die zur Auflösung benötigte Flüssigkeit je nach Flasche (500 ml) zwischen 20 und 60 Euro kostet.
Andererseits lässt sich PVA mit PLA kombinieren, da beide den gleichen Schmelzpunkt haben. Allerdings ist PVA wasserlöslich und lässt sich ohne Chemikalien auflösen, was angesichts der Tatsache, dass PVA teuer sein kann, ein großer Vorteil ist. Eine 1-kg-Spule PVA kostet etwa 60 bis 130 Euro.
- Flexible Materialien
Es handelt sich hierbei um gummiartige Polymere, die eher Elastizität als Steifigkeit bieten. Diese Materialien werden als thermoplastische Elastomere bezeichnet und umfassen Polymere wie TPA, TPC, TPU und weiches PLA.
Mit diesen flexiblen Materialien lassen sich viele Objekte drucken, von RC-Car-Reifen bis hin zu Schuhen. Flexibles Filament kostet ab 65 Є und kann bis zu 180 Є pro Kilogramm kosten.
- VAT-POLYMERISATION
Die Vat-Polymerisation ist im 3D-Druck als Harz-3D-Druck bekannt. Bei diesem Verfahren werden Schichten des Druckmaterials (sogenannte Duroplaste) mithilfe einer Lichtquelle ausgehärtet. Duroplaste sind zwar ebenfalls Polymere, schmelzen jedoch im Gegensatz zu Thermoplasten nicht, sondern verfestigen sich nach der Lichthärtung. Daher hängen ihre Kosten hauptsächlich von ihrer Zusammensetzung, ihrer Qualität und ihrer Waschbarkeit ab.
- Standardharz
Standardharz eignet sich am besten für die Herstellung beeindruckender und ansprechender Objekte. Die Tankpolymerisation liefert Drucke in hervorragender Auflösung, hat jedoch den Nachteil, dass sie sehr teuer sein kann – im Durchschnitt kostet sie 50 Є pro kg.
- Robustes Harz
Mit zähem Harz lassen sich Teile herstellen, die die Festigkeit von FDM-Drucken aufweisen. Im Allgemeinen wird der 3D-Druck mit Harz eher mit künstlerischen und ästhetischen als mit funktionalen Zwecken in Verbindung gebracht. Dennoch gibt es einige Harze, die speziell für die Herstellung langlebiger und widerstandsfähiger Teile entwickelt wurden und gemeinhin als „zähe Harze“ bezeichnet werden. Ein Kilogramm zähes Harz kostet zwischen 60 und 175 Є pro Kilogramm.
- Flexibles Harz
Flexibles Harz bietet beim 3D-Druck mit Harz die Flexibilität und Elastizität von Gummi. Sie können es auch mit Standardharz mischen, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern und die Sprödigkeit zu verringern. Was den Preis angeht, so kostet eine 1-kg-Flasche etwa 65 Є, wobei Preise von bis zu 200 Є keine Seltenheit sind.
- Spezialharze
Spezialharze kommen vor allem in professionellen Anwendungsbereichen zum Einsatz, insbesondere in der Schmuckherstellung und in der Zahnmedizin. So wird beispielsweise das Feingussverfahren genutzt, um mithilfe des 3D-Drucks winzige Edelschmuckteile herzustellen. Die Preise für gießbare Harze liegen zwischen 75 und 250 Euro. Zahnmedizinische Harze hingegen können bis zu 500 Euro pro Liter kosten.
- PULVERBETFUSION
Die als „Pulverbettfusion“ bezeichnete 3D-Drucktechnologie gehört zu den in der Industrie am häufigsten eingesetzten Verfahren zur Herstellung von Endprodukten. Dabei wird Pulvermaterial mithilfe eines Lasers oder anderer Wärmequellen wie Elektronenstrahlen schichtweise selektiv verschmolzen oder geschmolzen, und zwar in Desktop-3D-Metalldruckern.
Die Pulverbettfusion ist eine 3D-Drucktechnologie, die in verschiedenen Branchen zur Herstellung von Endprodukten eingesetzt wird. Diese Technologien werden anhand ihrer Handelsnamen bezeichnet.
Beim Arbeiten mit Polymeren kommt das selektive Lasersintern (SLS) zum Einsatz. Bei der Bearbeitung von Metallteilen hingegen werden das Elektronenstrahlschmelzen (EBM), das direkte Metall-Lasersintern (DMLS) und das selektive Laserschmelzen (SLM) verwendet.
- Polymere
Das am häufigsten verwendete Polymerpulver für das selektive Lasersintern ist Polyamid (PA). Das bekannteste Beispiel für dieses Material ist Nylon. Das gängigste PA-Pulver für das SLS-Verfahren ist PA 12-Nylon, das etwa 150 Є pro kg kostet. Teurere Pulver können zudem Preise von bis zu 225 Є pro kg erreichen.
- Metalle
Das beim 3D-Druck verwendete Metallpulver ist in der Herstellung und Anwendung teuer. Metallpulver wird durch Zerstäubung hergestellt, ein recht kostspieliges Verfahren. Zudem sind die meisten Metalle, die im Metall-3D-Druckern verwendet werden, sind hochwertige Werkstoffe wie Nickelbasislegierungen und Titan, die sehr teuer sind.
Sie sollten damit rechnen, etwa 150 Є pro Kilogramm Standard-Edelstahl sowie zwischen 350 Є und 600 Є pro Kilogramm der hochwertigeren Metallpulver zu bezahlen.
Abschließende Gedanken
Je nachdem, welchen 3D-Drucker Sie besitzen und was Sie drucken möchten, haben Sie nun eine gute Vorstellung davon, wie viel Sie für 3D-Druckmaterial ausgeben müssen.