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3D-Druck mit abriebfesten Kunststoffen

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Abriebfeste Gleitpolymere im Verschleißtest

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Konstruktionshinweise für den 3D-Druck-Service

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FAQ: Ihre Fragen und unsere Antworten zum igus 3D-Druck-Service und den iglidur Materialien

Pulverdruck (SLS)

Auf welchen 3D-Druckern können die iglidur SLS-Pulver verarbeitet werden?
igus verwendet die EOS Formiga P110. Grundsätzlich sollten die Tribomaterialien iglidur I3-PL und iglidur I6-PL auf SLS-3D-Druckern mit CO2-Laser verarbeitet werden können, wenn die Druckparameter angepasst werden können. Positive Rückmeldungen gab es bereits von Kunden mit EOS Formiga P100 sowie 3D-Systems-Anlagen. Aufgrund der unterschiedlichen Absorption der Laserenergie sind diese Pulver für Low-Cost-Anlagen wie bspw. Sinterit Lisa oder Formlabs Fuse 1 nicht geeignet. Hierfür ist aufgrund seiner schwarzen Farbe das iglidur I8-ESD-PL geeignet, es hat hier bereits positive Rückmeldungen von Kunden gegeben.

Ich habe bislang immer Bauteile aus PA12 bzw. aus dem MJF-Verfahren bezogen, welches igus-SLS-Pulver ist da vergleichbar?
Alle iglidur SLS-Materialien sind grundsätzlich geeignet, wobei je nach Anforderung das am besten geeignete Material gewählt werden kann. iglidur I3-PL ist das am häufigsten gewählte und günstigste SLS-Material im igus 3D-Druck-Service.

Können Gewinde gedruckt werden?
Befestigungsgewinde können ab M6 oder vergleichbaren Abmessungen direkt gedruckt werden. Hierfür muss die Geometrie in das 3D-Modell hinein konstruiert werden. Alternativ können Gewinde auch geschnitten werden, oder bei stark beanspruchten bzw. häufig verschraubten Gewinden auch Gewindeeinsätze eingebracht werden. Hierzu bitte ein gesondertes Angebot anfordern.

Was ist mit Antriebsgewinden?
igus kann Bauteile auf Anfrage mit Gewindebohrungen für Trapez- oder dryspin-Gewindespindeln versehen. Gewindemuttern für Trapezgewinde lassen sich mit den igus CAD-Konfiguratoren generieren. Für dryspin-Gewinde wenden Sie sich bitte an Ihren igus-Ansprechpartner, da es sich um eine geschützte Geometrie handelt.

Lässt sich das Material fräsen oder anderweitig mechanisch bearbeiten?
Eine entsprechende mechanische Nacharbeit ist möglich. Für die Bearbeitung auf der Drehbank gelten die üblichen Maßnahmen für ungefüllte Kunststoffe (z.B. POM), hier muss ggf. eine Aufnahme hergestellt werden, um eine Verformung des Bauteils beim Einspannen zu verhindern. Aufgrund der erhöhten Verschleißfestigkeit der iglidur-Materialien ist Schleifen anspruchsvoller als bei Standardkunststoffen.

Welches iglidur SLS-Material ist am besten für Zahnräder geeignet?
iglidur I3 hat die längste Lebensdauer aller igus 3D-Druck-Materialien in Versuchen mit Stirnrädern. Für Schneckengetriebe ist aufgrund der gleitenden Relativbewegung zwischen den Gegenlaufpartnern iglidur I6 besser geeignet.

Kann die Oberfläche der Bauteile geglättet werden?
Für die Glättung der SLS-Bauteile im igus 3D-Druck-Service kommt das Gleitschleifen/Trovalisieren sowie das chemische Glätten zum Einsatz. Beim Gleitschleifen wird die Oberfläche des Bauteils mithilfe kleiner Schleifkörper eingeebnet, dadurch die Rauigkeit verringert. Beim chemischen Glätten wird die Oberfläche des Bauteils mithilfe einer Chemikalie angelöst, dadurch glättet sich die Oberfläche und wird geschlossen.

Welche Vor- und Nachteile gibt es bei der Oberflächenbearbeitung?
Das Gleitschleifen trägt Partikel von der Oberfläche minimal ab, und kann bspw. das Einlaufen einer Gleitlagerstelle vorwegnehmen. Es ist eine günstige und schnelle Form der Nachbehandlung, ist aber unwirksam an Stellen, die die Gleitkörper nicht erreichen (bspw. Innenkanten, Kanäle). Das Verfahren eignet sich nur für kleinere Bauteile mit einfachen Geometrien.
Das chemische Glätten löst den Kunststoff an der Oberfläche des Bauteils an. Nach dem Ausdünsten des Lösemittels bleibt eine dichte Oberfläche zurück, während das unbehandelte Bauteil stets eine gewisse Porosität aufweist, die beim Einsatz von Schmiermitteln, Klebstoffen, Druckluft sowie Vakuum eine Rolle spielt. Diese Oberflächenbearbeitung erzeugt noch glattere Oberflächen als das Gleitschleifen, bedeutet aber auch einen höheren Aufpreis sowie eine längere Lieferzeit des Bauteils von 9-12 Werktagen.
Beide Oberflächenbearbeitungen können direkt online im iglidur Designer im Reiter „Veredeln“ konfiguriert und bestellt werden.

Was ist bei der Verwendung mit Vakuum zu beachten?
Durch die integrierte Feststoffschmierung funktionieren igus Gleitlager auch im Vakuum. Je nach Anwendung ist die maximal erlaubte Ausgasung am Kunststoffbauteil auf ein Minimum zu reduzieren. Durch die höhere Dichte empfehlt sich hier eher das SLS-Verfahren als das FDM-Verfahren. Die Ausgasung der SLS-Kunststoffbauteile kann reduziert werden, indem die Teile erst getrocknet und dann infiltriert werden. Beides kann igus anbieten und direkt bei der Herstellung mit durchführen.

Sind 3D-Druckbauteile gasdicht?
igus hat bisher mit im SLS-Verfahren hergestellten Bauteilen Erfahrungen sammeln können. Dabei ist bekannt, dass unbehandelte Bauteile keine hohe Gasdichtigkeit besitzen. Die Gasdichtigkeit kann durch ein Infiltrationsverfahren oder durch chemisches Glätten erheblich verbessert werden, was durch Kundenfeedback bereits bestätigt wurde. Die Gasdichtigkeit ist aber auch immer von der Wandstärke abhängig, umso dicker die Wandstärker, desto gasdichter ist das Bauteil. Bei im Filamentdruck hergestellten Bauteilen ist von einer niedrigeren Gasdichtigkeit auszugehen, daher wird hier das SLS-Verfahren empfohlen.

Gibt es ein farbiges Pulver / welche Farben stehen zur Verfügung?
igus bietet kein farbiges SLS-Pulver an. Aufgrund des erhöhten Aufwandes beim Materialwechsel wird in der Herstellung von SLS-Bauteilen generell stattdessen mit nachträglicher Einfärbung der Bauteile gearbeitet. Dies ist auch für Bauteile aus iglidur-Materialien möglich. Es stehen über 20 Standardfarben zur Verfügung und auch Sonderfarben sind möglich. Die tribologischen Eigenschaften des Materials können durch das Einfärben beeinträchtigt werden.
Die iglidur Tribomaterialien sind grundsätzlich weiß (iglidur I6, I10), gelb/beige (iglidur I3) respektive anthrazit/schwarz (iglidur I8-ESD). Für schwarze Bauteile ist iglidur I8-ESD mitunter die bessere Wahl gegenüber eingefärbten Bauteilen, da das Bauteil durchgefärbt ist und die Lieferzeit und Teilekosten nicht beeinflusst werden. Zudem ist die schwarze Farbe dadurch auch witterungsbeständiger.

Filamentdruck (FDM/FFF)

Welchen Filament-3D-Drucker empfiehlt igus?
Aufgrund der Vielzahl der am Markt erhältlichen Systeme kann keine eindeutige Empfehlung ausgesprochen werden. Grundsätzlich sollte der Drucker über einen ausreichend großen und geschlossenen Bauraum sowie über ein beheiztes Druckbett verfügen. Darüber hinaus ist ein Druckkopf mit zwei Düsen, oder zwei unabhängige Druckköpfe, die bis 300 °C aufheizen können, empfehlenswert.
Ebenso sollte das Gerät frei konfigurierbar sein, d.h. die Verarbeitungsparameter sollten einstellbar sein und das Verarbeiten von Filamenten von Drittherstellern sollte möglich sein. Weitere sinnvolle Eigenschaften sind wechselbare, magnetische Druckplatten, Netzwerkkonnektivität, „Direct Drive“ Extruder und automatisches Nivellieren des Druckbetts.
Unsere Filamente sollten Sie ohne Probleme auf den meisten gängigen Druckern verarbeiten können. Gerne senden wir Ihnen auch Materialproben, wenn Sie einen Drucker angeschafft haben – kontaktieren Sie uns gerne.

Kann ich igus-Filamente auf meinem 3D-Drucker verarbeiten?
In den meisten Fällen ja, solange der 3D-Drucker das Verarbeiten von Dritthersteller-Materialien erlaubt. Wenn die Druckparameter (Geschwindigkeiten, Temperaturen etc.) selbst eingestellt werden können, spricht nichts dagegen.

Können igus-Filamente auf Stratasys-/Makerbot-/Markforged-Druckern verarbeitet werden?
Nein, da diese Hersteller, wie einige andere, nur die Verwendung von eigenen Filamenten erlauben.

Welche Filamentdurchmesser bietet igus an?
Filamente von igus sind in den Durchmessern 1,75 mm sowie 2,85 mm verfügbar. Einige 3D-Drucker benötigen Filament im Durchmesser 3 mm. In der Praxis ist hiermit der Durchmesser 2,85 mm genannt, diese beiden Durchmesser sind damit synonym zu verwenden. Daher kann das igus „3 mm Filament“ auf Druckern verwendet werden, die 2,85 mm oder 3 mm Filament benötigen.
Lediglich die Hochtemperaturfilamente (iglidur RW370, A350 etc.) sind bislang nur in 1,75 mm erhältlich.

Welche Abmessungen haben die Spulen der tribofilamente?
Die Abmessungen der Filamentspulen können auf den Produktseiten im Shop eingesehen werden.

Die Profile für Cura funktionieren nicht, was kann ich tun?
Die Profile für iglidur I150-PF, I180-PF und weitere tribofilamente können in Cura über den Marketplace installiert werden. Die Software muss danach neu gestartet werden. Die Profile funktionieren nur für 3D-Drucker von Ultimaker (3, S3, S5), und die Materialien können nur ausgewählt werden, wenn ein solches Gerät in Cura eingerichtet ist. Für andere 3D-Drucker gibt es in Cura keine Profile zum Download.

Gibt es ein Profil/Parametersatz für tribofilamente für den 3D-Drucker x?
Für die meisten 3D-Drucker bietet igus die allgemeinen Verarbeitungshinweise für das jeweilige tribofilament zum Download an. Diese finden sich im Downloadbereich auf der Produktseite des jeweiligen Materials im Shop.

Gibt es ein faserverstärktes Filament von igus?
igumid P150-PF ist ein faserverstärktes Material, welches eine vielfach höhere Steifigkeit und Festigkeit aufweist als die tribofilamente.

Welches Material eignet sich als Stützmaterial für tribofilamente?
Je nach tribofilament können verschiedene (wasser-)lösliche Filamente, wie zum Beispiel PVA, von unterschiedlichen Drittanbietern verwendet werden. Bei Filamenten wie iglidur I180-PF, I190-PF und J260-PF mit einer höheren Verarbeitungstemperatur sollte ggf. ein geeignetes Stützmaterial für höhere Temperaturen verwendet werden (bspw. Formfutura Helios).
Eine Alternative sind sog. „Breakaway“-Stützmaterialien, die sich nach dem 3D-Drucken händisch einfach entfernen lassen. Für einige tribofilamente, bspw. iglidur I150-PF, eignet sich auch PLA als Stützmaterial, welches nach dem Druck ohne größeren Aufwand händisch entfernt werden kann.
Für die Hochtemperatur-tribofilamente (iglidur RW370, A350 etc.) können wir momentan keine Empfehlung aussprechen.

Welches tribofilament ist am besten für Zahnräder geeignet?
Die besten Ergebnisse im Lebensdauer-Vergleich der tribofilamente sowie einiger Standard-3D-Druckfilamente erreichen iglidur I190-PF und igumid P150-PF. Ein detaillierter Bericht hierzu liegt nicht vor, ist aber für die Zukunft geplant.

Wie bringt man igus-Filamente auf der Druckplatte zum Haften?
igus bietet zu den tribofilamenten den Haftvermittler für tribofilamente sowie die Haftfolien an, die im Shop bestellt werden können. Der Haftvermittler wird als Flüssigkeit auf eine Druckoberfläche (bspw. Glas) aufgetragen und dient als Haftmedium sowie als Ablösehilfe, wenn die Platte abgekühlt ist. Die Folie wird auf die Druckplatte aufgeklebt und sorgt für eine verbesserte Haftung. Für 3D-Drucker von Ultimaker ist nur der Haftvermittler geeignet.

Gibt es ein farbiges Filament / welche Farben stehen zur Verfügung?
Da es sich um technische Materialien handelt, ist die Farbe zweitrangig. Daher sind die Filamente nur in weiß (iglidur I150-PF, I180-PF) oder beige/gelb (iglidur J260-PF, I190-PF, RW370-PF) erhältlich. Für besondere Anwendungen steht iglidur I180-BL-PF als Variante von iglidur I180-PF in schwarz, sowie iglidur I151-PF und A350-PF für die Lebensmittelindustrie in blau zur Verfügung.

Kann die Oberfläche der Bauteile geglättet werden?
Für einige tribofilamente ist das möglich und bereits experimentell getestet worden. Für eine Einschätzung zu Ihrem individuellen Anwendungsfall wenden Sie sich gerne an Ihren igus-Ansprechpartner.

Müssen tribofilamente getrocknet werden?
Das Trocknen der Filamente wird grundsätzlich von Zeit zu Zeit empfohlen, um eine hohe Oberflächenqualität, beste mechanische Eigenschaften und die beste Druckbarkeit des Materials zu gewährleisten. Einige Filamente sollten häufiger getrocknet werden, bspw. iglidur I190-PF, iglidur A350-PF und iglidur RW370-PF. Die Filamentspulen können in einem haushaltsüblichen Umluftofen oder in einem speziell hierfür vorgesehen Trockenluftofen getrocknet werden.

Wie hoch darf die Trocknungstemperatur maximal sein?
Faustregel ist eine Trocknungstemperatur, die die maximale Anwendungstemperatur des Kunststoffes nicht übersteigt, aber auch die Kunststoffspule nicht beschädigt. Für Filamente auf mattschwarzen Kunststoffspulen max. 70 °C, auf transparenten Spulen max. 90 °C und auf schwarz-glänzenden Spulen (Hochtemperaturfilamente) max. 125 °C bei mindestens 4-6 Stunden Trocknungszeit.

Gibt es die Nachbearbeitung wie im SLS-Verfahren auch für FDM-Bauteile?
Nachbearbeitungsschritte wie mechanische Nachbearbeitung (Bohren, Drehen, Fräsen) und das Einbringen von Gewindeeinsätzen ist auch für Bauteile aus dem FDM-Verfahren möglich. Sprechen Sie uns gerne an, wenn Sie diesbezüglich Unterstützung für Ihre Anwendung benötigen.

Welche Materialien bietet igus im 2K- oder 4K-Druckservice an?
Neben den tribofilamenten steht für den Multimaterial-3D-Druckservice auch eine Reihe anderer Filamente, wie z.B. ein flexibles Material (TPU) und weitere Materialien bereit. Sprechen Sie uns bei Interesse gerne an.

Welche Materialien können kombiniert werden?
Einige Filamente können aufgrund ihrer molekularen Zusammensetzung eine stoffliche Verbindung ausbilden. Viele andere können nicht ohne Weiteres miteinander kombiniert werden, sodass hier eine formschlüssige Verbindung konstruiert werden sollte. Weitere Informationen dazu finden Sie in unserem Blogbeitrag zu Multimaterial-Druck.

Weitere Fragen zur additiven Fertigung

Gibt es Resine für das SLA-/DLP-Verfahren von igus?
Nein, momentan nicht. Es ist aber gut denkbar, dass es in der Zukunft ein Tribo-Resin geben wird. Im SLA- und DLP-Verfahren werden Photopolymere verarbeitet, deren Eigenschaften sich nach der Verarbeitung noch stark verändern können, besonders durch den Einfluss von UV-Strahlung. igus forscht aktiv daran, diese Herausforderung zu lösen.

Gibt es Resine für das SLA-/DLP-Verfahren von igus?
Nein, momentan nicht. Es ist aber gut denkbar, dass es in der Zukunft ein Tribo-Resin geben wird. Im SLA- und DLP-Verfahren werden Photopolymere verarbeitet, deren Eigenschaften sich nach der Verarbeitung noch stark verändern können, besonders durch den Einfluss von UV-Strahlung. igus forscht aktiv daran, diese Herausforderung zu lösen.

Gibt es transparente Materialien von igus?
Nein. igus verarbeitet und entwickelt ausschließlich Materialien und Compounds für die bewegte Anwendung.

Welches Material ist die beste Wahl für Gehäuse?
Möglicherweise ist die Fertigung solcher Teile über igus teurer als bei anderen Dienstleistern, da speziell auf minimale Reibung und Verschleiß optimierte Materialien verwendet werden. Es bieten sich iglidur I8-ESD wegen seiner Farbe und antistatischen Eigenschaften, sowie igumid P150-PF wegen seiner Faserverstärkung an.

Kann igus Ersatzteile herstellen?
Falls ein 3D-Modell existiert und keine Rechtsansprüche des ursprünglichen Herstellers existieren, ist das möglich. Für gewerbliche Kunden bietet igus an, defekte Bauteile nachzukonstruieren. Private Kunden haben die Möglichkeit, über unsere Kooperation mit Reparatur-Initiativen das Bauteil nachkonstruieren und fertigen zu lassen. Für einfache Teile wie Gleitlager und Zahnräder können auch die igus CAD-Konfiguratoren verwendet werden.

Stellt igus auch Metallteile im 3D-Druck-Service her?
Nein.

Gibt es leitfähige 3D-Druck-Materialien von igus?
Jein. Modifizierte Kunststoffe haben im Vergleich zu Metallen einen sehr hohen Widerstand. iglidur I8-ESD ist mit einem spezifischen Widerstand von ca. 1x107 ohm x cm im Bereich „antistatisch ableitend“, jedoch nicht wirklich leitfähig.

Gibt es brandhemmende 3D-Druck-Materialien von igus?
Die tribofilamente iglidur RW370-PF, A350-PF und J350-PF sind brandhemmend nach UL94 V-0. iglidur RW370-PF erfüllt darüber hinaus die Norm EN45545 für Eisenbahnfahrzeuge. Das SLS-Material iglidur I3 erfüllt die Norm FMV SS 302 bzw. DIN 75200 für Fahrzeuginnenräume. Die Zertifikate können im Reiter „Downloads“ auf den Produktseiten im Shop heruntergeladen werden.

Gibt es FDA-konforme 3D-Druck-Materialien von igus?
Die SLS-Materialien iglidur I6 und iglidur I10 sowie die tribofilamente iglidur I151-PF und A350-PF sind für den Lebensmittelkontakt nach FDA und EU 10/2011 zugelassen. Die Zertifikate können im Reiter „Downloads“ auf den Produktseiten im Shop heruntergeladen werden.

Welches Material ist für den Einsatz unter Wasser geeignet?
Versuche mit iglidur Materialien in Rotations- und Schwenkanwendungen unter Wasser haben ergeben, dass sich besonders das SLS-Material iglidur I8-ESD gut für diese Umgebungsbedingungen eignet, da die Verschleißrate in dieser Umgebung sehr niedrig ist.

Welches Material ist UV-beständig?
Im Bewitterungstest (je 8 Stunden Bestrahlung mit UV-A sowie 4 Stunden Kondensation bei 50 °C für insgesamt 2000 h / ASTM G154 Zyklus 4) haben sich die SLS-Materialien iglidur I3 und I6 als relativ beständig, mit einer Veränderung der Biegefestigkeit um ca. - 20 %, sowie das tribofilament iglidur I190-PF mit ca. - 40 % als am ehesten beständig gegenüber Witterungseinflüssen wie UV-Bestrahlung gezeigt.

Wie ist die Chemikalienbeständigkeit der iglidur 3D-Druck-Materialien?
Die Chemikalienbeständigkeit der tribofilamente und SLS-Materialien kann über die durchsuchbaren Listen im Reiter „Technische Daten“ auf den Produktseiten im Shop oder im iglidur Designer bei den Materialien unter „Mehr Informationen“ eingesehen werden.