Eigenschaften von Filamenten

Lesedauer 7 Minuten

Eine Aufzählung der gängigsten Filamente mit deren wichtigsten Eigenschaften. Schnell und übersichtlich, ohne Geschwafel.

Die angegebenen Eigenschaften variieren je nach Filamenthersteller und 3D-Drucker teils sehr stark. Es ist immer ratsam, den Angaben des Filamentherstellers zu vertrauen. Die Angaben sind also nur ein grober Richtwert, damit man als Anfänger eine erste Übersicht hat.

Filamente

Ich behandle hier folgende Filamente

ABS

Teuer, sehr stabil, sehr schwer zu drucken, gesundheitsgefährdend beim Druck

ASA

Teuer, sehr stabil, schwer zu drucken

PETG

Günstig, stabil, gut zu drucken

PETG Carbon

Etwas teurer, sehr stabil, schwerer zu drucken

PLA

Sehr billig, weniger stabil, sehr leicht zu drucken —> ideales Einsteigerfilament!

PLA Carbon

Etwas teuer, stabil, schwerer zu drucken

PLA Wood

Günstig, weniger stabil, etwas schwerer zu drucken

Nylon

Teuer, sehr stabil, sehr schwer zu drucken

TPU

Günstig, flexibel, leicht zu drucken

Für den alltäglichen Gebrauch eines Durchschnittsbenutzers sind PLA und PETG die gängigsten Filamente.

Grundsätzliche Kriterien

  • Temperaturbeständigkeit: Die Temperaturbeständigkeit bestimmt, bei welcher Temperatur das Filament eingesetzt werden kann. PLA ist beispielsweise bis 50 °C, ABS bis 100 °C und Nylon bis ca. 120 °C temperaturbeständig.
  • Festigkeit: Die Festigkeit bestimmt, wie stark das Filament ist. PLA ist im Allgemeinen weniger fest als ABS oder Nylon.
  • Elastizität: Die Elastizität bestimmt, wie flexibel das Filament ist. TPU ist sehr elastisch, während PLA und ABS weniger elastisch sind.
  • Adhäsion: Die Adhäsion bestimmt, wie gut die Filamente aneinander haften. PLA hat eine gute Adhäsion, während ABS und Nylon eine etwas schlechtere Adhäsion aufweisen.
  • Schrumpfung: Das Schrumpfverhalten bestimmt, wie stark das Filament beim Drucken schrumpft. PLA schrumpft im Allgemeinen weniger als ABS oder Nylon.

Welches Filament eignet sich wofür?

  • PLA ist ein gutes Filament für Anfänger, da es leicht zu verarbeiten ist und eine gute Druckqualität liefert. PLA ist auch ein gutes Filament für (Deko-) Modelle, die keinen hohen Temperaturen oder Belastungen ausgesetzt sind.
  • ABS/ASA ist ein festeres und temperaturbeständiges Filament als PLA. ABS ist daher ein gutes Filament für Modelle, die hohen Temperaturen oder Belastungen ausgesetzt sind. Allerdings ist ABS/ASA auch viel schwieriger zu verarbeiten als PLA.
  • PETG ist ein Filament mit einer guten Kombination aus Festigkeit, Elastizität und Temperaturbeständigkeit.
  • Nylon ist ein sehr festes und temperaturbeständiges Filament. Nylon ist daher ein gutes Filament für Funktionsteile, die hohen Belastungen und Temperaturen ausgesetzt sind. Nylon ist aber auch ein sehr teures Filament.
  • TPU ist ein elastisches Filament, das sich gut für flexible Modelle eignet. TPU ist auch ein gutes Filament für Funktionsteile, die Stößen oder Vibrationen ausgesetzt sind.

Preise

Filament EUR / kg
PLA 10–20
TPU 15–30
PLA Wood 15–30
PETG 15–30
PLA Carbon 20–40
PETG Carbon 20–40
ASA 30–50
Nylon 30–50
ABS 30–50

Druckbarkeit

Filament Druckbarkeit
TPU Einfach
PLA Einfach
PLA Wood Mittel
PETG Mittel
PLA Carbon Mittel
PETG Carbon Mittel
ASA Schwierig
Nylon Schwierig
ABS Schwierig

Die Druckbarkeit eines Filaments hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter die Drucktemperatur, die Layerhaftung, das Schrumpfverhalten und die Verformung bei Abkühlung.

PLA kann von jedem Drucker gedruckt werden. Es ist einfach das Standardfilament schlechthin.

TPU ist eigentlich das am einfachsten zu druckende Filament, da es eine niedrige Drucktemperatur, eine gute Haftung und eine geringe Schrumpfung hat. Allerdings benötigt man dafür einen Druckkopf mit einem Directextruder, sonst wird es doch schwierig zu drucken.

PLA Wood ist etwas schwieriger zu drucken als PLA, da es Holzfasern enthält, die die Haftung beeinträchtigen können.

ASA, Nylon und ABS sind die am schwierigsten zu druckenden Filamente. Sie haben hohe Drucktemperaturen und neigen zu Schrumpfung und Verformung, was in Warping resultiert. Das Bauteil hebt sich an den Ecken von der Druckplatte, der Druck ist unbrauchbar.

Empfohlener Extrudertyp

Filament Extrudertyp
PLA Bowden- und Direktextruder
PLA Wood Bowden- und Direktextruder
PETG Bowden- und Direktextruder
PLA Carbon Bowden- und Direktextruder
PETG Carbon Bowden- und Direktextruder
ASA Direct-Extruder
Nylon Direct-Extruder
ABS Direct-Extruder
TPU Direktextruder

Empfohlene Düsen

Material Düse Düsendurchmesser
ABS Messing 0,4 mm
ASA Messing 0,4 mm
PLA Messing 0,4 mm
PETG Messing 0,4 mm
Nylon Messing 0,4 mm
Carbon-Filament Stahl, Keramik 0,6 mm
Wood-Filament beschichtetes Messing 0,4 – 0,6 mm
TPU Messing 0,4 mm

Mindestempfehlungen für die verwendeten Düsen für verschiedene Materialien. Ich persönlich würde keine reinen Messingdüsen verwenden, sondern nur beschichtetes Messing (vernickelt oder PTFE-beschichtet). Das verhindert Verstopfungen und sorgt für einen etwas saubereren Druck.

Drucktemperatur

Filament Drucktemperatur
ABS 230–270 °C
ASA 230–270 °C
PETG Carbon 230–260 °C
Nylon 230–260 °C
TPU 210–250 °C
PLA Carbon 200–240 °C
PLA Wood 180–220 °C
PETG 220–250 °C
PLA 180–220 °C


Diese Tabelle ist nach Drucktemperatur sortiert, mit
ABS an der Spitze, gefolgt von ASA und PETG Carbon. Diese Filamente sind daher am besten für 3D-Drucker mit einem Hotend geeignet, das diese hohen Temperaturen erreichen kann.

PLA, PETG und PLA Wood haben eine niedrigere Drucktemperatur und können daher auch mit 3D-Druckern mit einem Hotend mit niedrigerer Temperatur verwendet werden.

Gesundheitsgefährdung beim Druck

Filament Gesundheitsgefährdung
PLA Niedrig
TPU Mittel
PLA Wood Mittel
PETG Mittel
PLA Carbon Mittel
PETG Carbon Mittel
ASA Hoch
Nylon Hoch
ABS Sehr hoch


PLA ist das gesundheitlich unbedenklichste Filament. Es besteht aus Polymilchsäure, die bei der Verarbeitung keine schädlichen Gase oder Dämpfe freisetzt.

TPU ist ein mäßig gesundheitsschädliches Filament. Es besteht aus thermoplastischem Polyurethan, das bei der Verarbeitung geringe Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) freisetzen kann.

PLA Wood und PETG sind ebenfalls mäßig gesundheitsgefährdende Filamente. PLA Wood enthält Holzfasern, die bei der Verarbeitung geringe Mengen Staub freisetzen können. PETG kann bei der Verarbeitung geringe Mengen Aceton freisetzen.

PLA Carbon und PETG Carbon sind ebenfalls mäßig gesundheitsgefährdende Filamente. PLA Carbon enthält Kohlenstofffasern, die bei der Verarbeitung geringe Mengen Staub freisetzen können. PETG Carbon kann bei der Verarbeitung geringe Mengen Aceton freisetzen.

ASA ist ein stark gesundheitsgefährdendes Filament. Es besteht aus Acrylnitril-Styrol-Acrylat, das bei der Verarbeitung erhebliche Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) freisetzen kann.

Nylon ist ein stark gesundheitsgefährdendes Filament. Es besteht aus Polyamid, das bei der Verarbeitung erhebliche Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) freisetzen kann.

ABS ist ein sehr gesundheitsschädliches Filament. Es besteht aus Acrylnitril-Butadien-Styrol, das bei der Verarbeitung erhebliche Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) freisetzen kann.

Da Filamente Beimischungen anderer Stoffe enthalten können, unbedingt die Herstellerangaben beachten!

Druckgeschwindigkeit

Filament Empfohlene Druckgeschwindigkeit
PLA 40-60 mm/s
PLA Wood 30-50 mm/s
PETG 50-70 mm/s
PLA Carbon 40-60 mm/s
PETG Carbon 50-70 mm/s
ASA 40-60 mm/s
Nylon 30-50 mm/s
ABS 30-50 mm/s
TPU 20-40 mm/s

Die empfohlenen Druckgeschwindigkeiten variieren je nach Filamenthersteller und 3D-Drucker. Es ist immer ratsam, die empfohlenen Druckgeschwindigkeiten des Filamentherstellers zu beachten.

Ich selbst drucke normales PLA und PETG mit Geschwindigkeiten von bis zu 200 mm/s mit meinem Qidi X-Smart 3. Insbesondere das hervorragende PLA von Kingroon. Das schafft auch klaglos das 16-Minuten-Benchy, kann folglich sogar noch schneller als meine 200 mm/s gedruckt werden.

Ich möchte einfach nur das Material meines Druckers schonen, deswegen drucke ich nicht schneller. Letztlich habe ich mehr Zeit als Geld.

Schlagfestigkeit

Filament Schlagfestigkeit
PLA Niedrig
PLA Wood Niedrig bis mittel
PETG Mittel
ASA Mittel bis hoch
Nylon Hoch
PLA Carbon Hoch bis sehr hoch
PETG Carbon Hoch bis sehr hoch
ABS Hoch bis sehr hoch

Wie man sieht, haben ABS, Nylon, PLA Carbon und PETG Carbon die höchste Schlagzähigkeit. Diese Filamente eignen sich daher am besten für Anwendungen, bei denen eine hohe Schlagzähigkeit erforderlich ist, wie z. B. bei Spielzeug, Haushaltsgeräten oder Werkzeugen.

Zugfestigkeit

Filament Zugfestigkeit
PLA 30-60 MPa
PETG 40-80 MPa
ASA 50-90 MPa
Nylon 50-120 MPa
PLA Wood 30-50 MPa
PLA Carbon 60-150 MPa
PETG Carbon 70-160 MPa
ABS 60-120 MPa

Die Zugfestigkeit eines Filaments ist seine Fähigkeit, Zugkräften standzuhalten, ohne zu reißen. Sie wird in Megapascal (MPa) gemessen.

Nylon, PLA Carbon und PETG Carbon haben die höchste Zugfestigkeit. Diese Filamente sind daher am besten für belastete Bauteile, Werkzeuge oder Maschinenteile.

Abriebfestigkeit

Material Abriebfestigkeit
PLA Mittel
PLA Wood Mittel
PETG Gut
PLA Carbon Gut
PETG Carbon Gut
ASA Gut
Nylon Sehr gut
ABS Sehr gut
TPU Sehr gut

 

Shore-Härte

Material Shore-Härte
Nylon 92A
ABS 90A
TPU 85A bis 95A
PETG 80A bis 85A
ASA 78A bis 80A
PLA 60A bis 65A
PLA Wood 60A bis 65A

Verfügbare Ergebnisse der Shore-Härte. Die Shore-Härte ist ein Maß für die Härte eines Werkstoffs. Sie wird mit einem Shore-Härteprüfgerät gemessen. Je höher die Shore-Härte, desto härter ist der Werkstoff. Filamente mit einer hohen Shore-Härte sind abriebfester als Filamente mit einer niedrigen Shore-Härte.

TPU hat eine relativ hohe Shore-Härte, obwohl es flexibel ist. Die hohe Härte von TPU ist auf die chemische Bindung zwischen den Polyurethan- und Elastomermolekülen zurückzuführen. Diese Bindung ist sehr stark und verleiht dem Material seine Festigkeit und Härte.

Flexibilität

Material Flexibilität
TPU Sehr weich
PLA Weich
PLA Wood Weich
PETG Mittel
PLA Carbon Mittel
PETG Carbon Mittel
ASA Mittel
Nylon Hart
ABS Hart

 

Temperaturbeständigkeit

Material max. Temperatur (°C)
PLA 50
PLA Wood 60
PETG 70-80
PLA Carbon 60
PETG Carbon 80–90
ASA 110-120
Nylon 70–140
ABS 110-120
TPU 90–100
Annäherungswerte! Bitte beachten, dass dies die maximalen Temperaturen darstellen. Oft wird das Druckobjekt bereits deutlich früher weich, vorwiegend unter Belastung. Immer die Herstellerangaben beachten! Nur diese sind maßgeblich!

Witterungsbeständigkeit

Material Witterungsbeständigkeit
TPU Sehr gut
ASA Gut
Nylon Gut
ABS Gut
PETG Mittel
PLA Schlecht
PLA Wood Schlecht

Filamente, die mit einer Oberflächenbehandlung wie einer Beschichtung oder einer Lackierung versehen sind, sind in der Regel witterungsbeständiger als unbehandelte Filamente.

UV-Beständigkeit

Material UV-Beständigkeit
TPU Sehr gut
ASA Sehr gut
Nylon Gut
ABS Gut
PETG Mittel
PLA Schlecht
PLA Wood Schlecht

Filamente, die mit einer Oberflächenbehandlung wie einer Beschichtung oder einer Lackierung versehen sind, sind in der Regel UV-beständiger als unbehandelte Filamente.

Salzwasserbeständigkeit

Material Salzwasserbeständigkeit
TPU Sehr gut
ASA Gut
Nylon Gut
ABS Mittel
PETG Mittel
PLA Schlecht
PLA Wood Schlecht
PETG Carbon Schlecht
PLA Carbon Schlecht

Filamente, die mit einer Oberflächenbehandlung wie einer Beschichtung oder einer Lackierung versehen sind, sind in der Regel salzwasserbeständiger als unbehandelte Filamente.

Hygroskopie

Material Empfindlichkeit
PVA Wasserlöslich
Nylon Sehr hoch
TPU Sehr hoch
PLA Wood Hoch
PETG Carbon Hoch
PLA Carbon Hoch
PETG Hoch
ASA Mittel
ABS Niedrig
PLA Sehr niedrig

Ich habe über die Trocknung und Lagerung von Filamenten und deren Anfälligkeit für Luftfeuchtigkeit einen Artikel geschrieben. Wie ich die Filamente lagere, habe ich hier und hier beschrieben. Wie man das Silicagel trocknet, zeige ich hier.

Brennbarkeit

Filamentart Brennbarkeit
PLA Nicht brennbar
PETG Nicht brennbar
ASA Brennbar
Nylon Brennbar
PLA Wood Brennbar
PLA Carbon Brennbar
PETG Carbon Brennbar
ABS Brennbar

PLA und PETG sind die einzigen Filamente in dieser Aufzählung, die als nicht brennbar eingestuft sind. Beide sind Kunststoffe, die bei hohen Temperaturen schmelzen, aber nicht brennen.

ASA, Nylon, PLA-Wood, PLA-Carbon, PETG-Carbon und ABS sind brennbar. Sie bestehen alle aus Kunststoffen, die bei hohen Temperaturen schmelzen und brennen können.

Da Filamente Beimischungen anderer Stoffe enthalten können, unbedingt die Herstellerangaben beachten!

Lackierbarkeit

Filament Lackierbarkeit
PLA Gut
PLA Wood Gut
PETG Gut
PLA Carbon Gut
PETG Carbon Gut
ASA Gut
Nylon Mittel
ABS Mitte
TPU Schlecht

Lackierungen nur mit Acryllacken und Acrylfarben! Auf TPU haften Lacke nicht sonderlich gut, da es flexibel ist.

Lösungsmittelbeständigkeit

Filament Lösungsmittelbeständigkeit
ABS Schlecht
Nylon Mittel
ASA Gut
PETG Gut
PLA Wood Mittel
PLA Carbon Gut
PETG Carbon Gut
TPU Gut

Die Lösungsmittelbeständigkeit eines Filaments hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter die chemische Zusammensetzung des Filaments und die Art des Lösungsmittels. TPU ist das am besten lösungsmittelbeständige Filament. Es ist resistent gegen die meisten organischen Lösungsmittel, einschließlich Aceton, Ethanol und Isopropanol.

Laugenbeständigkeit

Material Beständigkeit gegenüber Laugen
PLA Schlecht
PLA Wood Schlecht
PETG Mittel
PLA Carbon Mittel
PETG Carbon Mittel
ASA Gut
Nylon Gut
ABS Gut
TPU Gut

Die Laugenbeständigkeit eines Filamentes kann je nach Hersteller und Sorte variieren.

Speichelbeständigkeit

Material Speichelbeständigkeit
PLA Schlecht
PLA Wood Schlecht
PETG Mittel
PLA Carbon Mittel
PETG Carbon Mittel
ASA Gut
Nylon Gut
ABS Gut
TPU Gut

Unbedingt die Herstellerangaben beachten! Nicht alle Filamente sind sortenrein! Was heute als unbedenklich gilt, könnte morgen bereits gesundheitsschädlich sein.

Lebensmittelechtheit

Material Lebensmittelecht
PLA Ja
PETG Ja
Nylon Ja
ABS Nein
ASA Nein
Carbon-Filament Nein
Wood-Filament Nein
TPU Nein

Da Filamente Beimischungen anderer Stoffe enthalten können, unbedingt die Herstellerangaben beachten!

Spülmaschineneignung

Kein Filament ist für die Spülmaschine geeignet, außer der Hersteller gibt dies explizit an.

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