3DDrucker.de

Alles, was Sie über ABS 3D-Druck wissen müssen

Grundlegende Informationen zu ABS Material

MakerBot ABS Filament und 3D-gedrucktes Thermometergehäuse

Bevor Sie mit dem ABS 3D-Druck beginnen, haben wir einige grundlegende Informationen zusammengestellt, die Sie wissen sollten. Lernen Sie die Vor- und Nachteile, die Geschichte und die Anwendungen des ABS 3D-Drucks kennen.

Fused Deposition Modeling (FDM) 3D-Druck gibt es seit Anfang der neunziger Jahre. FDM war die dritte große 3D-Drucktechnologie, die entwickelt wurde und ist derzeit eine der am weitesten verbreiteten. Mit der Entwicklung der Technologie begannen sich auch die Materialien zu entwickeln. Dabei war ABS eines der ersten Materialien, die in den 3D-Druck eingeführt wurden. Es war ein bereits bekanntes Material und wurde schon in traditionellen Herstellungsverfahren verwendet, was es somit zu einer natürlichen Ergänzung des 3D-Drucks machte.

Heute ist ABS das beliebteste FDM 3D Druckmaterial für professionelle Anwendungen. Dennoch ist ABS kein einfaches Material für den 3D-Druck.

ABS Material verstehen

ABS oder Acrylnitril-Butadien-Styrol ist ein thermoplastisches Copolymer. Es kann geschmolzen werden, um eine Flüssigkeit zu bilden und abgekühlt werden, um einen Feststoff zu bilden. Dabei kann dieser Vorgang viele Male wiederholt werden, ohne dass die Material-Eigenschaften wesentlich beeinträchtigt werden.

Chemische Zusammensetzung

ABS ist ein Polymer aus Acrylnitril und Styrol in Gegenwart von Polybutadien. Die allgemeine Zusammensetzung ist 20% Acrylnitril, 25% Butadien und 55% Styrol. Durch Ändern der Zusammensetzung dieser Verbindungen können die Eigenschaften von ABS modifiziert werden, um seine Zähigkeit sowie Wärme- und Schlagfestigkeit zu verbessern. Das Butadien, eine gummiartige Substanz, verleiht selbst bei niedrigen Temperaturen Elastizität, während das Styrol dem Kunststoff eine glänzende, wasserdichte Oberfläche verleiht.

ABS ist ein Kunststoff mit sehr guten Eigenschaften der häufig verwendet wird.

Professionelle Anwendungen

ABS ist weithin bekannt für seine Schlag-, Chemikalien- und Wärmebeständigkeit. Es weist zudem eine hohe strukturelle Festigkeit, Steifheit und eine ausgezeichnete Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen auf, wodurch es beispielsweise für Automobilkomponenten und Küchengeräte gut geeignet ist. Es bietet auch hervorragende elektrische Isolationseigenschaften, was es zu einer häufigen Wahl für Gehäuse von elektrischen Bauteilen macht.

ABS hat niedrige Produktionskosten und ist relativ einfach zu bearbeiten, was es zu einem idealen Material für die Massenproduktion alltäglicher Produkte macht. Zudem kann es einfach nachbearbeitet werden, da es geklebt und lackiert werden kann.

Aus ABS-Material werden zum Beispiel Küchengerätegehäuse, Armaturenbretter und Stoßstangen für Autos, persönliche Schutzausrüstung wie Helme, elektrische Gehäuse und Abdeckungen, Bausteine ​​und anderes Spielzeug sowie Musikinstrumente hergestellt.

ABS 3D-Druck mit dem FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling)

Häufige Herausforderungen beim ABS 3D-Druck

ABS bietet Anwendern viele Vorteile, es ist jedoch auch wichtig zu beachten, dass es teilweise schwierig sein kann, mit diesem Material erfolgreich zu drucken.

Benutzer müssen sich beim 3D-Druck mit ABS einer Vielzahl von Herausforderungen stellen. Beim 3D-Druck mit ABS-Material kann es zu kritischen Problemen wie Verziehen, Kräuseln und Reißen (Warping, Curling und Cracking) des Materials kommen, die sich auf Druckform, -abmessung und -leistung auswirken. Diese Probleme werden direkt durch die Eigenschaft von ABS verursacht, beim Abkühlen um bis zu 2% zu schrumpfen. Wenn diese Abkühlung bei jeder Schicht ungleichmäßig auftritt, kann dies zu einer schlechten Schichthaftung und Rissbildung führen. Die Haftung der ersten Schicht ist ebenfalls eine Schwierigkeit für ABS und Anwender müssen dieses Problem durch eine langwierige Versuchs- und Fehlermethode lösen.

ABS schrumpft erheblich, was zu verzogenen Teilen führen kann

ABS schrumpft erheblich, was zu verzogenen Teilen führen kann

Lösungen für den ABS 3D-Druck

Die Verarbeitung von ABS-Material stellt Anwender vor einige Herausforderungen. Doch mit sorgfältigen Überlegungen und proaktiven Maßnahmen können diese leicht bewältigt werden. Wir helfen Ihnen mit Lösungen für eine Reihe von Problemen und Faktoren, die beim Drucken mit ABS-Material zu berücksichtigen sind. Zuerst müssen wir dazu die ABS-Materialeigenschaften verstehen.

FDM ABS Materialeigenschaften

Formbeständigkeitstemperatur (ASZM648)99°C
Biegefestigkeit (ASTM D790, 15 mm/min)2600 MPa
Biegemodul (ASTM D638, 50 mm/min)43 MPa
E-Modulus (ASTM D638, 50 mm/min)2400 MPa
Dehnung bei Streckung (Dehnung %)> 5,6%
Schlagzähigkeit (ASTM D256)192 J/m

(Spezifikationen für MakerBot ABS)

Starten Sie noch heute mit dem

Method X im Shop


Richtlinien für ABS 3D-Druck

Idealer Extrusionstemperaturbereich

Für Benutzer ist es wichtig, ABS immer im idealen oder empfohlenen Temperaturbereich zu drucken. Der Temperaturbereich wird vom Filamenthersteller bereitgestellt und der gesamte Bereich sollte auf die ideale Temperatur für Ihren 3D-Drucker und die Umgebung untersucht werden, in der Sie arbeiten. Für den MakerBot Method X beträgt die Extrudertemperatur für ABS 245°C.

Beheizte Bauplatte gegen beheizten Bauraum

Aufgrund der Schrumpfungsrate von ABS beim Abkühlen wird dringend empfohlen, beim Drucken einen beheizten Bauraum zu verwenden. Auf diese Weise kann der Druck eine erhöhte Temperatur aufrechterhalten, bis der Auftrag abgeschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt kann der gesamte Druck mit einer konstanten Geschwindigkeit abkühlen, um sicherzustellen, dass die Maßgenauigkeit und die strukturelle Integrität erhalten bleiben.

Wenn ein beheizter Bauraum keine Option ist, besteht eine andere weniger ideale Option darin, eine beheizte Bauplatte mit einem Gehäuse zu verwenden. Die Hitze auf der Bauplatte erhöht die Haftung, während das Gehäuse versucht, einen beheizten Bauraum nachzuahmen. Beachten Sie, dass bei der zweiten Konfiguration die Genauigkeit und Festigkeit des zu druckenden Teils mit zunehmender Größe des Teils abnimmt.

Echtes ABS gegen modifiziertes ABS

Es gibt viele ABS-Formulierungen. Je nachdem, auf welchen 3D-Druckertyp Sie Zugriff haben, können Sie eine Sorte auswählen, die so modifiziert wurde, dass weniger Kräuselungen auftreten. Diese Änderungen wirken sich in der Regel negativ auf die Materialeigenschaften aus. Stellen Sie daher vor dem Kauf sicher, dass Sie wissen, was Sie erhalten. Wenn Sie das im Spritzguss verwendete ABS genau nachahmen möchten, sollten Sie sich an die am wenigsten modifizierte ABS-Version halten, die Sie finden können. Denken Sie daran, dass für echtes ABS ein beheizter Bauraum erforderlich ist, um gut drucken zu können.

Belüftung

ABS 3D-Druck sollte immer in einem gut belüfteten Raum durchgeführt werden. In der Regel sollte eine offene Büroumgebung mit industrieller Klimaanlage ausreichend sein.

Warping, Curling & Cracking

Verziehen, Kräuseln und Risse können beim ABS 3D-Druck große Probleme verursachen. Ein unkontrollierter Druck kann sich nach einigen Schichten verziehen, kräuseln oder sogar reißen, dabei sind diese Probleme manchmal erst nach einigen Druckvorgängen sichtbar. Daher müssen die Druckparameter unter Kontrolle sein, um sicherzustellen, dass der Druck einwandfrei funktioniert. Um das Risiko von Verwerfungen zu verringern, sollten Anwender bestimmte Vorsichtsmaßnahmen treffen.

Erste Schichthaftung

Benutzer sollten sicherstellen, dass die erste Schicht des Drucks eine ausreichende Haftung aufweist. Die Haftung der ersten Schicht kann durch mehrere Mittel gesteuert werden, beispielsweise unter Verwendung eines beheizten Bettes oder eines beheizten Bauraums. Beide Merkmale sind für den ABS-Druck wichtig und tragen dazu bei, dass das gedruckte Teil gut erwärmt bleibt. Die Hitze verhindert, dass sich die Schichten vollständig verfestigen, wodurch Verwerfungen oder Risse vermieden werden.

Um die Haftung der ersten Schicht zu erhöhen, kann Klebstoff auf das Druckbett aufgetragen werden. Dazu kann entweder ein handelsüblicher Klebestift, ein speziell formulierter Magigoo-Kleber oder eine ABS-Aufschlämmung verwendet werden.

ABS-Aufschlämmung:  Eine Mischung aus ABS-Filamentstücken, die mit Aceton gemischt sind. Die Mischung bildet eine dicke klebrige Substanz, die als Klebstoff über das Druckbett verteilt wird. Seien Sie beim Erstellen dieser Mischung vorsichtig.

Verbessern der Haftung am Druckbett

Benutzer können auch versuchen, die Warping- und Cracking-Probleme über Slicer-Einstellungen zu steuern. Slicer-Software verfügt über Betthaftwerkzeuge wie Raft und Brim (Floß und Krempe). Diese können die Haftung der ersten Schicht des Drucks erheblich verbessern.

Raft: Das Raft (Floß) ist eine horizontale Struktur, über die das gesamte Teil in 3D gedruckt wird. Sein einziger Zweck ist es, die Oberfläche in Kontakt mit dem Bett zu vergrößern.

Brim: Der Brim (Krempe) ähnelt einem Raft, aber ein Brim erstreckt sich nur von der Außenfläche des Drucks. Es hat keinen Kontakt mit der Unterseite des Drucks.

Slicer-Einstellungen anpassen

Andere Slicer-Einstellungen, die zur Erhöhung der Betthaftung beitragen können, sind Lüftereinstellungen. Die Lüfter können entweder während der gesamten Druckdauer mit niedriger Geschwindigkeit betrieben oder während des Druckens mit ABS einfach ausgeschaltet werden. Dies hilft dabei, den Druck warm und erwärmt zu halten, um die Betthaftung zu verbessern.

Vor- und Nachteile von ABS 3D-Druck

Vorteile

  • Material in Fertigungsqualität: ABS-Filamente bieten hervorragende mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Duktilität, Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit. Dies macht es zu einem wichtigen Material für die Herstellung
  • Einfache Nachbearbeitung: ABS kann leicht bearbeitet, poliert, geschliffen, gefeilt, gebohrt, lackiert, geklebt usw. werden und das Finish ist immer noch gut.
  • Weitreichende Anwendungen: ABS bietet weitreichende Anwendungen im Prototyping, insbesondere für ästhetische Prototypen und Endanwendungsteile.

Nachteile

  • Warping, Curling & Cracking: ABS ist sehr anfällig für Warping, Curling & Cracking. Ohne die erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen schlägt der Druck fehl.
  • Erweiterte Funktionsanforderungen: ABS ist ein anspruchsvolles Material und erfordert mehrere Funktionen, um sicherzustellen, dass es erfolgreich gedruckt wird. Für die meisten Hobby- und sogar professionellen 3D-Drucker führt ABS zu inkonsistenten Ergebnissen. Während hochwertige, industrielle 3D-Drucker aufgrund hoher Kosten unerreichbar sein können. Desktop 3D-Drucker der nächsten Generation wie der MakerBot Method ändern dies durch industrielle Funktionen, mit denen die 3D-Druckumgebung gesteuert und konsistente Ergebnisse erzielt werden können, während sie dennoch erschwinglich sind.

Wo kaufen?

ABS-Material kann entweder von Filamentherstellern oder von 3D-Druckerherstellern gekauft werden. Für den MakerBot Method empfehlen wir die Verwendung von MakerBot ABS, da es für hervorragende Ergebnisse optimiert ist.

Ein Hinweis für Benutzer von MakerBot Method, die ABS drucken

In der obigen Anleitung sollen die Herausforderungen und Techniken für das Drucken von ABS mit einer Vielzahl von Desktop 3D-Druckern erläutert werden. Der MakerBot Method wurde entwickelt, um echtes ABS ohne Modifikation oder spezielle Einstellungen zu drucken, dank seiner einzigartigen Umgebungsregelungsmerkmale wie dem beheizten Bauraum. Es wird empfohlen, optimierte ABS-Einstellungen in MakerBot Print zu verwenden, um optimale Ergebnisse zu erzielen.