3D Drucker Filament – Alles was du wissen musst!

In diesem Artikel lernst du alles über 3D Drucker Filament. Dabei fange ich mit den Grundlagen an. Anschließend stelle ich dir den Produktionsprozess vor und gehe über auf die verschiedenen Arten von Filament. Weiterhin erfährst du, worauf du beim Kauf achten solltest und was der Unterschied zwischen Filament für 3D Drucker und 3D Stifte ist.

3D Drucker Filament Arten-Welche Materialien gibt es und was können sie?

Quellen: Erfahrungswerte, gemittelte Herstellerangaben, Wikipedia

Was ist Filament?

Um einen 3D Drucker betreiben und damit verschiedene Objekte herstellen zu können, benötigt er entsprechendes Material. Gerade bei 3D Druckern für den Hausgebrauch handelt es sich dabei in der Regel um spezielle Kunststoffe, die je nach Zusammensetzung verschiedene Eigenschaften aufweisen. Diese Kunststoffe werden als Filament bezeichnet.

Der Begriff Filament leitet sich im Übrigen vom lateinischen Wort Filamentum ab, was für Fadenwerk steht. Allein schon daran lässt sich erkennen, wie das Material eingesetzt wird – als dünner, kontinuierlich in gleicher Stärke verlaufender Faden.

Das 3D Drucker Filament selbst wird in der Regel in zwei verschiedenen Stärken angeboten. Standardmäßig verwenden die meisten Nutzer 1,75 mm dickes Filament, andere wiederum haben eine Stärke von 3 mm oder 2,85 mm. Bei der Wahl der Düse (Nozzle) musst du die Fadenstärke berücksichtigen, um ein gleichmäßiges Druckergebnis zu erhalten.

Filament mit besonderen Eigenschaften und speziellen Zusätzen

Oben genanntes „Standard“ Filament ist inzwischen überall vorhanden und jeder produziert oder verkauft diese. Um sich von der Konkurrenz abzuheben, gehen 3D Drucker Hersteller dazu über, immer ausgefeiltere Materialien herzustellen und dem Kunden schmackhaft zu machen.

Im Folgenden liste ich dir alle mir bekannten Varianten auf und gebe auch einige Tipps zu Herstellern bzw. Händlern.

• Leuchtendes Filament
• Leitfähiges Filament
• Holzfilament
• Bio-Filament
• Carbonfilament
• Reinigungsfilament
• Filament in RAL Farben
• Metallfilament (Filament mit Metallzusätzen)
• Glitzerfilament
• Marmorfilament
• Filament im Metallic-Look
• Dualcolor & Multicolor Filament

Leuchtendes Filament

Leuchtendes Filament leuchtet, wie der Name schon sagt. Manchmal auch blau 😉

In vielen Fällen ist das Ausgangsmaterial PLA, wodurch es sich relativ einfach drucken lässt. Gelegentlich gibt es aber auch PETG und ABS in der Glow-In-The-Dark Version. Wenn du bisher wenig ABS gedruckt hast oder keinen Erfolg hattest, solltest du bei leuchtendem Filament auch lieber auf „einfacher zu druckende“ Arten ausweichen.

Bedenke jedoch, dass leuchtendes Filament durch die Leuchtpartikel abrasiv wirkt und somit die Düse deines 3D Druckers schneller abnutzt als normales Filament. Besonders geeignet ist leuchtendes Filament für Kindergeschenke. Nachts erwachen die 3D gedruckten Tiere und andere Wesen dann zum Leben. Ich hatte mal den Pikachu aus dem Artikel Pokémon 3D-Druck Modelle mit dem Filament von ColorFabb gedruckt und auf einer Mini Maker Faire mit als Ausstellungsstück. Das kam sehr gut an 🙂

Leitfähiges Filament

Leitfähiges 3D Filament gehört zu den Spezialfilamenten, die wahrhaftig eine besondere Eigenschaft haben. Natürlich ist die Leitfähigkeit zum Beispiel nicht mit einem Kupferkabel gleichzusetzen.

Jedoch kannst du damit beispielsweise mit einem Dual-Extruder Drucker ein Haus drucken und innerhalb des Hauses die Leitungen für die LED Beleuchtung. Aktuell bekommst du leitendes Filament von yourDroid*, AMOLEN* oder 3dk.berlin.

Holzfilament

Holzfilament, also Material mit dem Zusatz von kleinen Holzspänen gehören ca. zu den ersten Spezialfilamenten, die es 2014/2015 bereits gab. In der Regel lässt sich das Material leicht drucken und – was sehr schön ist – wie Holz schleifen. Je nach Holzanteil ist dieser Effekt mal besser und mal schlechter zu erreichen. Zudem kannst du durch das Ändern der Temperatur oder Geschwindigkeit eine Art Maserung in das Holz drucken. Auf diese Art und Weise schafft man dann vor allem bei Geschenken einen noch individuelleren Touch.

Inzwischen gibt es die verschiedensten Holzarten für deinen 3D Drucker. So kannst du zum Beispiel auch Bambus drucken.

Bio-Filament

Bio-Filament ist in den letzten Jahren auch immer bekannter und häufiger im Einsatz. Es verspricht, nachhaltig zu sein und in vielen Fällen auch 100 % biologisch abbaubar zu sein. Das „Problem“ für mich ist daran, dass dieses häufig aus PLA hergestellte Material eben wie PLA nur unter kontrollierten Bedingungen tatsächlich biologisch abbaubar ist. In deinem Garten kannst du damit nicht viel erreichen.

Inzwischen gibt es mit PHA unter dem Namen allPHA Material von colorFabb, welches tatsächlich auch im Garten biologisch abbaubar ist. Auch deswegen ist das Filament das Nonplusultra unter den Bio-Filamenten:

Möchtest du gerne mehr zum Thema erfahren? Dann besuche die spezielle Unterseite zum Thema: Bestes Bio-Filament

Carbonfilament

Wenn von Carbon die Rede ist, hören viele Menschen hin. Das Material fasziniert sicherlich nicht zuletzt seit den Rennspielen oder -filmen, in denen Tuningteile aus Carbon immer hochgelobt werden.

Nun kannst du dir selbst auch einige stabile Objekte drucken. Dabei musst du jedoch zwei Dinge bedenken:

1. Carbonfaser kann dann am besten funktionieren, wenn diese Faser nicht unterbrochen wird. In Filament findest du jedoch kleine Stückchen und keine einzige Faser. Es gibt spezielle 3D Drucker, die Fasern drucken können, aber normale FDM Drucker können das nicht. Erwarte deswegen bitte nicht denselben Effekt, den ein aus Carbonfasern gebautes Bauteil eigentlich hätte.
2. Das Material ist abrasiv. Das heißt, dass mit jedem Druck deine Düse stärker abgenutzt wird als mit normalem Filament. Es ist von daher zu empfehlen, dass du dir einige Ersatzdüsen kaufst, bevor du massenhaft dieses Material verdruckst. Sonst wunderst du dich später, warum dein Drucker nicht mehr so gut funktioniert.

Reinigungsfilament

In regelmäßigen Abständen muss die Düse des im 3D-Drucker eingebauten Extruders gereinigt werden. Das ist meist dann der Fall, wenn zwei Filamente mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen nacheinander verwendet werden. Mit Reinigungsfilament kannst du die Reste eines Filament sozugen „rausschieben“. Als Düsentemperatur können hier zwischen 150 und 240 Grad Celsius gewählt werden. Da nur eine Extrusion vorgenommen wird, muss ein eventuell vorhandenes Heizbett nicht erwärmt werden.

Sollte dich das Reinigen mit dem Filament für dich persönlich als zu umständlich zeigen, dann könnte dir hier ein Reinigungsset mit mehreren Nadeln und Pinzetten ebenfalls helfen: Dadabig 38 Stück 3D Drucker Reinigungsset*.

Filament in RAL Farben

Filamente sind nicht nur in Standardfarben, sondern auch in zahlreichen RAL Farben erhältlich. Sehr umfangreich ist dabei die Auswahl an PLA-Filamenten. Durch die RAL-Kennziffer ist es im Übrigen auch möglich, von der Farbzusammensetzung her selbst entwickelte 3D Druck Filamente bei verschiedenen Herstellern in Auftrag zu geben, die dann in der gewünschten Menge produziert werden. Diese Möglichkeit bietet beispielsweise 3dk.

Metallfilament (Filament mit Metallzusätzen)

Ähnlich zu dem Material mit Holzzusätzen geht es auch bei dem Thema Metall zu: Kleine Metallpartikel (Kupfer, Eisen etc.) werden in das Filament eingebracht. Das Drucken gilt als relativ einfach, da es meistens mit PLA vermengt wird, was ja besonders für den Einstieg geeignet ist.

Nach dem Druck der Objekte kannst du diese

• schleifen,
• polieren und
• künstlich veraltern, was bei Kupfer den schönen Grünstich erzeugt.

Es ist wie bei Carbon darauf zu achten, die Düse in regelmäßigen Abständen zu ersetzen, um eine gleichbleibende Qualität zu behalten. Je nach Typ des zugesetzten Metalls ist das abrasive Verhalten des Materials mal stärker und mal schwächer ausgeprägt.

Weitere Informationen zum Thema und auch die besten Vorschläge zu Metallfilamenten findest du unter: Bestes Metall-Filament

Glitzerfilament

Glitzerfilament gibt es schon seit längerer Zeit, aber in der zweiten Jahreshälfte von 2018 fingen immer mehr Leute auf Instagram an, ihre Druckobjekte zu zeigen, die mit Glitzerfilament in verschiedenen Farben gedruckt wurden.

Je nachdem, ob der Hersteller für den Glitzereffekt Metall- oder Kunststoffpartikel verwendet hat, wird sich die Düse deines 3D Druckers schneller oder normal abnutzen. In meinen Augen ist ERYONE hier inzwischen ein sehr guter Anbieter mit einem guten Preis-/Leistungsverhältnis.

Marmorfilament

Hast du schon immer davon geträumt, deine eigene Statue oder Büste zu erstellen? Wenn du bereits dich selbst als 3D Modell hast, fehlt dir nur noch das richtige Material. Was ist schon eine Statue ohne die richtige Farbe?

Hier hast du nun die Möglichkeit, deine Objekte im Marmor-Look zu drucken.

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* Stand: 5.07.2023 / Bilder: Amazon API

Filament im Metallic-Look

Metallic-Filament schimmert metallisch und erweckt den Eindruck, dass das gedruckte Objekt aus einem Metall besteht. Bei einer hohen Druckauflösung sind die Schichten aus Entfernung nicht zu erkennen, wodurch es so aussieht, als ob die Oberfläche eben wäre.

extrudr PETG Metallic

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Dualcolor & Multicolor Filament – Filament mit mehreren Farben auf einer Rolle

Beim FDM-Druck sind wir ja mit einer begrenzten Anzahl an Farben in einem Druckvorgang gesegnet. Zwar gibt es 3D-Drucker mit Dual-Extrudern, aber nicht jeder möchte sofort einen neuen Drucker kaufen, um etwas Farbe ins Spiel zu bringen.

In den letzten Jahren haben immer mehr Hersteller Filament in Programm, das entweder einen Farbverlauf über die gesamte Länge der Rolle besitzt oder 2-3 Farben, die zusammen über die gesamte Länge gehen, wie bei einer Zahnpasta. Hier liste ich nun einige der empfehlenswertem Anbieter auf:

Falls du jetzt richtig Lust hast, mehr über das Thema zu erfahren, dann schaue dir den folgenden Ratgeber an: Bestes mehrfarbiges Filament

Fun Fact:
Wusstest du, dass Filament mit Farbverläufen früher eher als Ausschussware verkauft wurde? Ein Farbverlauf entsteht zwangsweise, wenn die Produktionsanlagen der Filamenthersteller von einer Farbe zur nächsten umgestellt werden. Da noch Restmaterial der ersten Farbe in der Anlage ist, vermischt sich dieses Material mit dem nächsten. Hersteller waren lange der Meinung, dass die Nutzer so etwas nicht haben wollten und verkauften somit diese Produkte als B-Ware. So können sich die Zeiten ändern.

Worauf sollte ich beim Kauf von Filament achten?

1. Das Material: Filament wird aus verschiedenen Materialien hergestellt, wie beispielsweise PLA, PETG, ABS und Nylon. Jedes Material hat unterschiedliche Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten, die bei der Auswahl berücksichtigt werden sollten.
2. Die Dicke: Die Dicke des Filaments, auch als Durchmesser bezeichnet, ist ein wichtiger Faktor, da sie die Qualität und Genauigkeit des Druckprozesses beeinflusst. Es wird empfohlen, einen Durchmesser von 1,75 mm oder 2,85 mm zu wählen, da diese Dicken am häufigsten verwendet werden und die besten Ergebnisse liefern.
3. Die Farbe: Filament wird in vielen verschiedenen Farben angeboten, von klassisch weiß und schwarz bis hin zu bunten und glänzenden Farben. Die Wahl der Farbe hängt von den individuellen Vorlieben und dem Einsatzbereich des Filaments ab.
4. Die Herstellermarke: Es gibt viele verschiedene Hersteller von Filament, die unterschiedliche Qualitäten und Preise anbieten. Es ist wichtig, eine Marke zu wählen, die bekannt ist und einen guten Ruf hat, um sicherzustellen, dass das Filament hochwertig und zuverlässig ist.
5. Der Preis: Der Preis des Filaments ist ein wichtiger Faktor, aber er sollte nicht der einzige Faktor sein, der bei der Auswahl berücksichtigt wird. Es ist wichtig, ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis zu finden, indem man verschiedene Angebote vergleicht und sicherstellt, dass man ein hochwertiges Filament zu einem vernünftigen Preis erhält.

Wie funktioniert die Herstellung von Filament?

Die Herstellung von 3D-Drucker Filament ist ein komplexer Prozess, der einige Schritte beinhaltet. Im Allgemeinen wird das Filament aus Kunststoff hergestellt, indem der Kunststoff in Granulatform erhitzt und dann durch eine Extruder-Einheit gepresst wird, die ihn durch eine Düse führt und ihm die gewünschte Form gibt.

Im ersten Schritt wird der Kunststoff, meistens in Form von Granulat, in einem Vorratsbehälter gelagert und dann in einem Extruder erhitzt, bis er flüssig wird. Der Extruder verfügt über eine Heizung, die die Temperatur konstant hält, und eine Schraube, die das Material durch die Einheit bewegt.

Im nächsten Schritt wird das flüssige Filament durch eine Düse gepresst, die es zu einem dünnen Faden formt. Die Düse kann in verschiedenen Größen und Formen erhältlich sein, um unterschiedliche Dicken und Formen des Filaments zu ermöglichen.

Das Filament wird dann auf eine Rolle gewickelt, die es stabil hält und es beim Drucken leicht verfügbar macht. Nachdem das Filament aufgewickelt wurde, wird es auf die gewünschte Länge geschnitten und dann verpackt und verschickt.

Je nach Material des Filaments und den spezifischen Anforderungen des Herstellers können noch weitere Schritte hinzukommen, um das Filament zu behandeln oder zu modifizieren. Zum Beispiel kann das Filament nach dem Extrudieren gekühlt werden, um seine Form zu stabilisieren, oder es kann mit Farb- oder Zusatzstoffen versetzt werden, um seine Farbe und Eigenschaften zu verändern.

Schritt 1: Einfüllen des Materials

Zuerst werden die zuvor mit dem Farbstoff vermengten und getrockneten Pellets in die Zentrifuge eingefüllt. Am Ende dieser Zentrifuge befindet sich eine schmale Düse, aus der das Material heraus geleitet wird.

Schritt 2: Heißwasserbad

Nun durchläuft das bereits fadenförmige Filament ein Heißwasserbad. Dieses sorgt unter anderem dafür, dass das Material auf die richtige Temperatur gebracht wird.

Schritt 3: Toleranzcheck

Hier läuft das Filament durch einen Toleranzcheck. Auf den Herstellerseiten oder auf der Verpackung des Materials siehst du Angaben wie (+/- 0,05 mm). Dieser Wert besagt, dass das Filament maximal 0,05 mm dicker oder dünner werden darf als der Durchmesser (1,75 mm / 2,85 mm).

Schritt 4: Toleranzausbesserung und erneuter Check

Hier wird das Filament auf die passende Stärke gebracht. Sie wird dabei automatisch gemessen und ständig kontrolliert. So lassen sich Normabweichungen sofort beheben, denn die Stärke des Materials hängt hauptsächlich von der eingesetzten Zugkraft ab.

Sollte im anschließenden Check die Toleranz über- oder unterschritten sein, so wird die Produktion abgebrochen und die Spule wird im nächsten Schritt nicht weiter aufgerollt, sondern durch eine leere ersetzt.

Schritt 5: Aufrollen auf die Spule

Zuletzt wird das Filament gleichmäßig auf die Spule befördert und sodann luftdicht verpackt. Nun kann es den Weg zum Kunden antreten.