Technische Werkstoffe für die additive Fertigung

Die Auswahl des geeigneten Werkstoffs ist entscheidend für Funktion, Belastbarkeit und Lebensdauer eines Bauteils. Polymer-Tech3D verarbeitet ein breites Spektrum moderner Thermoplaste – von Standardmaterialien bis hin zu Hochleistungspolymeren und faserverstärkten Verbundwerkstoffen. Durch die gezielte Materialauswahl lassen sich mechanische Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit und Gewicht optimal an die jeweilige Anwendung anpassen.

1. Standardmaterialien

Diese Werkstoffe bieten eine sehr hohe Druckqualität, gute Verarbeitbarkeit und wirtschaftliche Fertigung. Sie eignen sich besonders für Prototypen, Gehäuse und funktionale Bauteile mit moderaten Belastungen.

Material Dichte Zugfestigkeit Elastizitätsmodul Temperaturbeständigkeit
PLA 1,24 g/cm³ 50–65 MPa 3,2–3,8 GPa ~60 °C
PETG 1,27 g/cm³ 40–50 MPa 2,0–2,4 GPa ~80 °C
ABS 1,04 g/cm³ 35–45 MPa 2,0–2,3 GPa ~100 °C
ASA 1,07 g/cm³ 40–55 MPa 2,1–2,4 GPa ~105 °C

Typische Anwendungen

  • Prototypen und Funktionsmodelle
  • Gehäuse und technische Komponenten
  • Design- und Demonstrationsmodelle
  • Außenanwendungen mit UV-Belastung (ASA)

2. Technische Konstruktionsmaterialien

Material Dichte Zugfestigkeit Elastizitätsmodul Temperaturbeständigkeit
PA (Nylon) 1,13 g/cm³ 60–80 MPa 1,5–2,0 GPa ~120 °C
PC 1,20 g/cm³ 60–70 MPa 2,1–2,4 GPa ~140 °C

Typische Anwendungen

  • Mechanisch belastete Bauteile
  • Lager- und Gleitkomponenten
  • Technische Funktionsbauteile
  • Konstruktionselemente im Maschinenbau

3. Flexible Materialien

Material Zugfestigkeit Shore-Härte Bruchdehnung Temperaturbeständigkeit
TPU 20–40 MPa 85–98A 200–500% ~80 °C

4. Hochleistungspolymere

Material Zugfestigkeit Elastizitätsmodul Temperaturbeständigkeit
PPA 90–120 MPa 4–6 GPa ~200 °C
PPS 80–110 MPa 3–4 GPa ~230 °C

5. Carbonfaserverstärkte Materialien

Material Zugfestigkeit Elastizitätsmodul Temperaturbeständigkeit
PLA-CF 60–80 MPa 6–8 GPa ~70 °C
PETG-CF 50–65 MPa 4–6 GPa ~90 °C
PA-CF 80–110 MPa 6–10 GPa ~160 °C
PPA-CF 150–210 MPa 15–25 GPa ~220 °C
PPS-CF 120–180 MPa 10–20 GPa ~260 °C

Materialkarten

PLA
Hohe Druckpräzision
Prototypen & Modelle
~60 °C
PETG
Schlagzäh & chemikalienbeständig
Funktionsteile
~80 °C
ASA
UV-beständig & wetterfest
Außenanwendungen
Nylon (PA)
Zäh & verschleißfest
Mechanische Bauteile
TPU
Flexibel & stoßdämpfend
Vibrationsdämpfung
PPA / PPS
Hochtemperatur & hochbelastbar
Industrielle Anwendungen
CF-Materialien
Hohe Steifigkeit
Leichtbau-Strukturbauteile

Materialvergleich: Steifigkeit vs. Temperatur

Interpretation: PLA / PETG → hohe Druckbarkeit | ASA / ABS → robuste technische Anwendungen | PA / PC → mechanische Belastung | PPA / PPS → Hochtemperaturbereich | CF-Materialien → maximale Steifigkeit & Festigkeit

Materialauswahl nach Anwendung

  • Prototypen: PLA, PETG
  • Gehäuse / Gehäuseteile: PETG, ABS
  • Outdoor-Anwendungen: ASA
  • Mechanische Komponenten: PA
  • Stoßdämpfung / Elastik: TPU
  • Temperaturbelastung: PC, PPA
  • Hochtemperaturanwendungen: PPS
  • Leichtbau-Strukturteile: PA-CF, PPA-CF, PPS-CF
  • Extrembelastung: PPS-CF