Filament

​​​​Filament – was steckt dahinter und wie wird es hergestellt?

​Filament ist für den FDM 3D-Druck unverzichtbar. Welche Sorte für Dein Projekt geeignet ist, findest Du bei einem genauen Blick auf das Angebot und die Beschreibungen der verschiedenen Filamenten heraus.

Was ist Filament?


Der Begriff Filament wird vom spätlateinischen Filamentum (Fadenwerk) abgeleitet. Es bezeichnet im Allgemeinen eine einzelne Faser, die von beliebiger Länge sein kann. Das Sortiment von hochwertigen Filamentarten gibt Dir die Möglichkeiten, neben dem Standard-PLA, PETG, ABS-Filament auch ein Spezialfilament wie Carbon, Nylon oder PEEK auszuwählen. Mittlerweile bieten auch die Hersteller von 3D-Drucker hausinterne Filamente an.​


Wie wird Filament hergestellt?


​Ein wesentliches Element im Fertigungsprozess von Filament ist das Strangpres​​​​sen, das auch als Extrusion bekannt ist. Dafür wird ​ein Ausgangswerkstoff verwendet, bei dem es sich typischerweise um thermoplastischen Kunststoff handelt. Auch thermoplastische Elastomere (TPE) eignen sich als Grundlage. Der Ausgangswerkstoff kommt als Granulat zum Einsatz, welches mit Druck und unter einer hohen Temperatureinwirkung mit der Unterstützung eines Extruders aus einer Düsenvorrichtung gepresst wird. Die Geometrie des Filaments hängt also direkt von der Größe und Bauart der Düse ab.


Der Prozess der Extrusion wird ständig kontrolliert, damit das Endprodukt eine gleichbleibende Qualität hat. Bei einem Filament mit ungleichmäßigem Durchmesser kann es zu erheblichen Druckproblemen kommen. Auch Verschmutzungen oder Verformungen wirken sich negativ auf das Ergebnis des 3D-Drucks aus.


Wie sieht das Filament aus, das Du kaufen kannst?


Die Hersteller haben sich auf drei Durchmessergrößen geeinigt: 1,75/ 2,85 und 3,00mm. Die Standardtoleranzen liegen hier bei +/-0.05mm. Du kannst das Filament hauptsächlich in Form von​ Spulen kaufen. Für die Spulen selbst gibt es keine festgelegte Normung. Sie können aus Pappe oder Kunststoff bestehen.


Welche Sorten von Filamenten gibt es?


Ein wichtiger Punkt bei der Auswahl des Filaments ist deren Zusammensetzung. Jede Filamentart hat seine Vor- und Nachteile und deshalb muss der Verwendungszweck vor dem Druck geklärt sein.

Hier mal eine kleine Liste von Filamenten:

  • Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS),
  • Polymilchsäure (PLA),
  • holzartige Filamente bzw. Laywood,
  • steinartige Filamente (Laybrick),
  • metallische Filamente (copperFill),
  • flexible Filamente (NinjaFlex),
  • Nylon-Filamente,
  • Carbon-Filamente,
  • und viele mehr.


Durch einige Materialien sind spezifische Eigenschaften wie zum Beispiel elektrische Leitfähigkeit oder Transparenz möglich. Abhängig vom Grundmaterial kann es Einschränkungen in Bezug auf die Farbauswahl geben.

Leuchtendes Filament

In welchen Branchen wird Filamentmaterial genutzt?


Der 3D-Druck mit Filamentmaterial kommt in verschiedenen Industriebranchen zum Einsatz. Zu den wichtigsten Branchen gehört die Luft- und Raumfahrt. Hier können schnell und kostengünstige Prototypen gedruckt werden – genau diese Vorteile weiß die Luft- und Raumfahrttechnik zu nutzen.


Im Maschinen- und Anlagenbau sind die Filament-Produkte ebenfalls sehr gefragt. Durch den 3D-Druck lassen sich kleine sowie größere Bauteile wie Spannvorrichtungen genau auf Maß herstellen.


Auch der Werkzeugbau hat die Vorzüge des 3D-Drucks erkannt. Mit dem Filament ist es möglich, individuelle Formeinsätze herzustellen.


Worauf solltest Du beim Einkauf des Filaments achten?


Einige der großen 3D-Druckermarken setzen auf geschlossene Systeme​ und bei deren 3D-Druckern solltest du nur mit den herstellereigenen Filamenten ​arbeiten.


Bei anderen Druckern ist es hingegen möglich, auch andere Filamente einzusetzen. Oft geben die Druckerhersteller nur Empfehlungen ab, sodass du eine größere Auswahl hast.


Das Filament für den 3D-Drucker wird beim Einkauf nach Gewicht bezahlt. Für deine ersten Tests lohnt es sich, Samples bei den Lieferanten zu bestellen. Solche kleinen Packungen enthalten mehrere Filamentsorten, sodass du einige Experimente damit durchführen kannst. Danach weißt du dann, welches Filament für deine Zwecke infrage kommt, und kannst eine größere ​Rolle kaufen.


Wie gut ist billiges Filament?


3D-Druck-Filamente sind relativ teuer. Der Preis für nur wenige Gramm Kunststoff liegt abhängig von der Qualität bei 30 oder sogar 250 Euro. Wenn Du Dich für billiges Filament entscheidest, solltest Du aufpassen, dass es die Mindestanforderungen erfüllt. Weichmacher und andere Additive können schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Zudem kann es passieren das sich billiges und minderwertiges Filament sehr schlecht verarbeiten lässt. Darum würde ich auch Einsteigern empfehlen, ein hochwertiges Filament von einem seriösen Hersteller zu kaufen. So vermeidest Du von Anfang an unnötigen Ärger.


Lässt sich Filament recyceln?


Zurzeit ist ein Recycling ist nur bei sortenreinem Kunststoff bedingt möglich. Dies geschieht über die bekannten Verfahren wie Pressen, Extrudieren und Spritzgießen. Mittlerweile gibt es mehrere Projekte, die sich mit dem Recycling und der eigenen Herstellung von Filament befassen. ​


Momentan lohnt es sich für den Privatanwender nicht die Fehldrucke und die Filament Reste zu recyclen. Die Idee ​mit Fehldrucken eigenes Filament herzustellen ist nicht neu. Hier siehst du ein sehr interessantes Projekt dazu.


​Nichtsdestotrotz solltest du ​generell auf die Ressourcen achten und schonend damit umgehen.

3D-Druck Materialien die das Leben verändern...


​​Zu den einzelnen Materialtypen habe ich versucht das Wissen so gut wie möglich zu bündeln. D​ieses stammt von unterschiedlichen Quellen, die für jedermann frei zugänglich sind. Auf die gefunden Informationen zu dem jeweiligen ​Material gebe ich keine Garantie, da sie sich von Hersteller, Zusammensetzung und anderen Einflüssen unterscheiden können. Dennoch möchte ich sie gern​ mit dir Teilen. 


​Solltest du Fehler, Ungereimtheiten oder Verbesserungsvorschläge haben, dann würde es mich freuen, wenn du diese mir mitteilen würdest. Nutze am besten das Kontaktformular dafür. Vielen Dank.

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