3D-Drucker

Prusament PLA, ASA und PC-Blend im Test


 Prusament PC Blend

Überblick

Polycarbonat als Blend wird auch als Polymerblend bezeichnet. Es bietet im Vergleich zu reinem Polycarbonat den Vorteil, dass es aufgrund der Mischung von ausgewählten Additiven besser haftet und eine geringere Rissbildung aufweißt. Gleichzeitig werden die Eigenschaften von Polycarbonat aber beibehalten. Das Prusament PC Blend enthält laut Sicherheitsdatenblatt kein teilkristallines Polybuthylenterephthalat (PBT). Das PC Blend besitzt bei hohen, aber auch bei niedrigen Temperaturen eine sehr hohe Schlagfestigkeit. Zudem ist es gegenüber Chemikalien wie Lösemittel, Schmierstoffe und Reinigungsmittel beständig. Die nachträgliche Bearbeitung in Form von Lackierarbeiten ist ebenfalls problemlos möglich, da das PC Blend lediglich eine geringe Menge an Feuchtigkeit aufnimmt. Durch die ausgezeichnete Zusammensetzung werden darüber hinaus Spannungsrisse minimiert. Aber auch die ausgezeichnete Steifigkeit mit einem hohen Zugmodul ist positiv hervorzuheben.

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Vorbereitung

Da Polycarbonat grundsätzlich hygroskopisch ist, nimmt es relativ viel Feuchtigkeit aus der Luft auf. Das Material sollte deshalb an einem kühlen und trockenen Ort gelagert werden. Als Blend ist es jedoch weniger anfällig gegenüber Feuchtigkeit. Das Filament neigt durch den Polycarbonat-Anteil zu Warping und sollte aus diesem Grund nur mit Druckgeschwindigkeiten kleiner 60mm/s verarbeitet werden. Auf einer flexiblen Druckbettauflage mit PEI-Beschichtung sollte für eine bessere Haftung ein Haftmittel verwendet werden. Auf der von Prusa angebotenen pulverbeschichteten Druckbettauflage dagegen sollte ein Klebestift als Trennmittel genutzt werden, da die Haftung direkt auf der Druckbettauflage zu hoch sein könnte. 

Bei Verwendung eines 3D-Drucker-Gehäuses sollte das fertig gedruckte Objekt für mindestens 1 Stunde nicht aus der Einhausung entfernt werden, um dem Material genügend Zeit zum Abkühlen zu geben. Das PC Blend kann aber auch durch einen Nachbearbeitungsprozess in einem Ofen tempern. Durch diesen Vorgang können die mechanischen Eigenschaften verbessert werden. Gleichzeitig werden durch den Prozess Spannungsrisse im Bauteil vermieden. Mit einer konstanten Ofentemperatur von 90-100°C werden die besten Ergebnisse erzielt.

Druckbarkeit

Das PC Blend lässt sich mit voreingestellten Slicer-Paramtern sehr einfach verarbeiten. Die erste Schicht ist dabei essentiell für eine gute Haftung. Deshalb sollte die Druckdüse so nah wie möglich am Druckbett gefahren werden und eine Druckgeschwindigkeit unter 40mm/s gewählt werden. Mit einem ausgeschalteten Lüfter werden Warping und Spannungsrisse infolge zu hoher Temperaturunterschiede zwischen Druckdüse, Druckbett und dem Material vermieden. Mit Polycarbonat gedruckte Support-Strukturen sollten vermieden werden, da sich diese insbesondere nach dem Abkühlvorgang nur sehr schwer lösen lassen. Der Abstand zwischen Objekt und Supportmaterial kann jedoch auf 0.2-0.3mm angehoben werden, um das Material anschließend leichter entfernen zu können.

Die optimale Druckbetttemperatur für PC-Filament liegt je nach Größe des 3D-Objekts bei 100 ± 10°C. Die Druckdüsentemperatur beträgt üblicherweise 260 ± 10°C, wobei diese auf bis zu 280°C angehoben werden kann, abhängig von den Druckereigenschaften und den Umgebungsgegebenheiten. Da es sich hierbei um kein abrasives Material handelt, kann es mit einer Standard-Messing-Druckdüse verarbeitet werden. Die besten Ergebnisse konnten wir in einer Einhausung mit einer Drucktemperatur von 260°C/110°C und ausgeschaltetem Bauteillüfter erzielen. Der Druck erfolgte auf einer pulverbeschichteten Federstahldruckplatte von Prusa Research. Zusätzlicher Klebestift als Trennmittel sollte unbedingt verwendet werden. Für alle anderen Materialien auf Pulverbeschichteten Flexplatten gilt: Kein zusätzliches Haftmittel verwenden.

Parameter Wert
Infill Density/Pattern 10-20%/Grid
Layer Height 0.1-0.25 mm (Druckdüse mit 0.4mm)
Brim/Skirt Brim 5-15mm für kleine und große Objekte; für große Formen zusätzlich Umrandung verwenden, die genauso hoch ist wie das Objekt selbst
Printing Temperature 250 ± 10°C (Optimal: 252°C)
Build Plate Temperature 110± 10°C°C (Optimal: 112°C mit Borosilikatglas und VisionMiner Nano Polymer Adhesive )
Flow 100% (Optimal: 99%)
Retraction Distance 0.8 (Direct-Extruder)
Print Speed 20 ± 10% (Optimal: 30mm/s)
Fan Speed Aus; Brückenventilatorgeschwindigkeit: 0-15% (Alternativ: 7% bei großen Überhängen)

Um das PC-Filament erfolgreich drucken zu können, sollte für kleine Objekte zusätzlich ein Rand (Brim) von 5-15mm verwendet werden. Für größere Objekte wird eine Umrandung (Skirt) empfohlen, um es vor möglichen Luftzirkulationen zu schützen. Grundsätzlich ist PC-Filament jedoch nicht für größere Objekte geeignet, die sich über das gesamte Heizbett erstrecken. Das ist natürlich auch von der Form des Objekts abhängig. Kreisförmige Objekte sind einfacher zu drucken als Objekte mit scharfen Kanten und Winkeln. Für Objekte wie Gehäuseformen mit Ecken können sogenannte Mäuseohren verwendet werden, die es unter anderem auf Thingiverse.com gibt. Das Warping wird aber auch von der Füllung (Infill) und den Konturen (Perimeters) beeinflusst. Weniger ist manchmal mehr und muss sich keinesfalls auf die Stabilität des Objekts auswirken.

Drucktipps-Zusammenfassung für PC Blend

  • Je nach Druckbettauflage Klebestift als Trennmittel verwenden
  • Objekt möglichst mittig auf der Druckbett verarbeiten
  • scharfe Ecken und Kanten vermeiden; Ansonsten Mäuseohren verwenden
  • Umgebungstemperatur konstant halten; Luftzug vermeiden
  • Konturen und Füllung möglichst gering halen
  • Einhausung verwenden
  • Umrandung (Skirt) verwenden, die genauso hoch ist wie das Objekt selbst
  • Rand (Brim) verwenden (mindestens 5mm)
  • große Objekte vermeiden
  • Druckbetttemperatur erhöhen (110 ± 10°C)
  • Überhänge ohne Hinzuschalten des Bauteillüfters bei entsprechender Düsentemperatur möglich

Typische Anwendungen

Das Material eignet sich aufgrund seiner Eigenschaften hervorragend, um beispielsweise Komponenten im Bereich der Automobilindustrie zu drucken wie Stecker und Gehäuse, die unter anderem auch mit Chemikalien in Berührung kommen können. Aber auch Türgriffe sind aufgrund der hohen Zähigkeit und guten Lackierbarkeit möglich. Das Material eignet sich außerdem für 3D-Druckerbauteile, die hohen Temperaturen und/oder hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind wie Extruder-Bauteile, Lüfterhaube, Netzteilgehäuse, Linearlager, Scharniere und vieles mehr.

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Stabilität wird auch im Bereich der Fotografie verfordert. Als Beispiel haben wir einen Adapter E-mount zu 2″ für die Verwendung einer Vollformat-Systemkamera an einem Teleskop mit Okularauszug gedruckt. 

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