PMMA Filament

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PMMA Filament
Lerne hier alles über PMMA als 3D Drucker Material

Wenn du schon einmal in Online Shops nach verschiedenen Filamenten geschaut hast, bist du sicher auch auf die Bezeichnung PMMA gestoßen. Was sich genau dahinter verbirgt, wofür es eingesetzt werden kann und welche Vor- und Nachteile das 3D Druck Material hat, erläutern wir in diesem Beitrag. Zusätzlich erhältst du weitere Infos über die mögliche Druck- und die Schmelztemperatur, die Temperatur des Heizbettes etc.

PMMA Filament – Was ist eigentlich PMMA?

Die Abkürzung PMMA steht für Polymethylmethacrylat. Hierbei handelt es sich um einen thermoplastischen synthetischen Kunststoff. Dieser wird durch die Substanzpolymerisation aus Erdölderivaten hergestellt. Dabei greift man auf das Kammerverfahren zurück. Vielen ist PMMA in seiner verarbeiteten Form als Acrylglas bzw. Plexiglas bekannt.

PMMA Filament zeichnet sich durch seine guten thermischen Eigenschaften, so unter anderem eine hohe Formstabilität aus. Die Formstabilität bleibt bei Temperaturen von bis zu etwa 90 Grad Celsius bzw.  bis zu -40 Grad Celsius gewahrt. Das fertige Material besitzt eine Schlagfestigkeit, die im Vergleich zu herkömmlichen Glas bis zu 17 Mal höher ist. So ist der Werkstoff auch für anspruchsvolle Arbeiten einsetzbar. Weitere Pluspunkte dieses Filaments sind seine hohe Härte und Steifigkeit. Gegenüber normalem Glas hat es eine Lichtdurchlässigkeit von 92 Prozent. Durch ein späteres Polieren kann man die optische Reinheit wiederherstellen.

Welche Vorteile hat PMMA im 3D Druck?

PMMA Filament hat gegenüber anderen Materialien einige erhebliche Vorteile. Dazu gehören die hohe Schlagfestigkeit, die lange Haltbarkeit, seine geringe Flexibilität und die Lichtstreuung. Da es sich um ein durchsichtiges bis nahezu transparentes Material handelt, kann das fertig gedruckte Objekt später auch eingefärbt werden. Herstellerseitig wird es ebenfalls in verschiedenen Farbtönen angeboten.

Ein weiterer Vorteil ist die hohe Resistenz gegen Vergilbung, wie sie sonst bei UV-Einstrahlung oft auftritt. Sehr positiv fällt – zumindest gegenüber Glas – das deutlich geringere Gewicht auf. Gegen Öle, Benzin und Fette ist das Filament beständig. Für eine eventuelle Nachbearbeitung ist es wichtig zu wissen, dass PMMA Aceton löslich ist.

Welche Nachteile hat PMMA Filament?

Gegenüber Säuren ist PMMA nur mäßig beständig. Polare Lösungsmittel allerdings setzen ihm erheblich zu. Des weiteren ist PMMA dafür bekannt, gern zu warpen. Deshalb raten wir dazu, einen 3D Drucker zu verwenden, der über ein Heizbett und – wenn möglich – über einen geschlossenen Bauraum verfügt. Ansonsten kannst du versuchen, das Warping durch den Einsatz einer BuildTak-Platte (oder günstiger: Pertinaxplatte als Dauerdruckplatte) zu verhindern. Für eine bessere Haftung sollen auch spezielle Haftsprays oder Blue Tape sorgen.

Unserer Meinung nach ist es ebenfalls von Nachteil, dass PMMA als nicht lebensmittelecht eingestuft wird.

Anwendungsbeispiele für PMMA Filament

PMMA wird in vielen Bereichen eingesetzt. So nutzt man das Material beispielsweise für den Feinguss. Die Fertigung einzelner Feinguss-Erzeugnisse dauerte früher teilweise bis zu zwei Monate. Dazu wurde Wachs in eine Keramikform gegeben, dem dann Legierungsmetall folgte. Letzteres verdrängte das Wachs. Diese Wachsmuster sind sehr teuer, die Kosten liegen teilweise im fünfstelligen Bereich. Setzt man hier allerdings den 3D-Druck ein und verwendet ein Material wie PMMA, dauert die Herstellung des Prototypen eines Gegenstandes weniger als eine Woche. Die Kosten betragen nur ein paar Hundert Euro, des Weiteren wartet diese Vorlage unter Umständen mit einer größeren Detailgenauigkeit auf.

Neben dem Einsatz für Feingussverfahren wird PMMA

  • Als Bedachungsmaterial,
  • Zur Fertigung von Treibhäusern,
  • Zur Herstellung von Handydisplays,
  • Im Bereich der Zahnmedizin zur Fertigung von Prothesen und Aufbissschienen (hier auch mittels 3D Druck),
  • Für die Herstellung von Gehäusen und Behältern, die nicht lebensmittelecht sein müssen, sowie
  • Zur Schmuckherstellung

verwendet. Mit dem 3D Drucker kannst du beispielsweise wunderschöne Ringe für deine Freundin oder auch Verwandte drucken. Für die Verpackung des Schmuckes nimmst du dann vielleicht eine aus PMMA gedruckte kleine Dose.

Wünschst du ein klares oder transparentes Objekt, das bei Bedarf auch größeren Krafteinwirkungen standhält, so ist vielleicht das PMMA Filament das Material deiner Wahl.

Mit welchen Einstellungen wird PMMA Filament gedruckt?

Wir möchten vorab schicken, dass es sich bei den hier gemachten Angaben um unsere Erfahrungswerte handelt. Diese Einstellungen hängen unter anderem von dem eingesetzten 3D Drucker und der Zusammenstellung des PMMA Filaments ab.

Einstellungen

  • Drucktemperatur: 240 bis 260 Grad Celsius,
  • Temperatur des Heizbettes: 100 bis 120 Grad Celsius,
  • Druckgeschwindigkeit: Ab 30 mm/s

Wird für PMMA Filament ein beheiztes Druckbett (Heatbed) im 3D Drucker benötigt?

Da es unter der Verwendung von PMMA Filament leicht zu einem Warping kommt, sollte dies durch ein beheiztes Druckbett verhindert werden. Dein 3D Drucker sollte zudem über einen geschlossenen Bauraum verfügen.

Kann PMMA Filament geklebt werden? Wenn ja, welcher Kleber wird empfohlen?

Wie bereits erwähnt, ist PMMA polar und lösungsmittellöslich. Aufgrund dessen lässt sich dieses Filament besonders gut kleben. Dabei stellt vor allem das transparente Material aber einige Ansprüche an den Klebstoff. Lösungsmittelklebstoffe haben aber unter anderem den Vorteil des schnellen Aushärtens, sind aber nur für kleine Flächen geeignet.

Bei PMMA können polare Lösungsmittel wie beispielsweise Methylethylketon und Aceton zu Spannungsrissbildungen führen, weshalb du diese Mittel nicht zur Reinigung verwenden solltest. Bei unpolaren Reinigern erzielt man bessere Klebeergebnisse. Zu diesen Reinigern gehören Isopropanol und n-Heptan. Isopropanol sollte vor dem Aufbringen des Klebstoffes einige Minuten lang ablüften.

Hast du 2-Komponenten-Kleber zu hause, die Polyurethan enthalten, so kannst du diese zum Verkleben der mit PMMA 3D gedruckten Objekte nutzen. Konstruktionsklebstoffe wie beispielsweise Scotch-Weld DP 610 kleben transparente Kunststoffe, so unter anderem PMMA mit sich selbst, aber auch mit weiteren Kunststoffen, zu denen ABS, PC, PET, ES und lackierte sowie beschichtete Metalloberflächen gehören.

Sehr gut lassen sich mit PMMA gefertigte Objekte mit MMA-Klebstoffen leimen. Die Abkürzung MMA steht für Methylmethacrylat. Da dieses Material aber in Abhängigkeit von der PMMA-Formulierung zu Spannungsrissen an der Oberfläche führen kann, sollte es an einer kleinen Stelle vorab getestet werden.

Zum Verkleben kannst du auch lösemittelfreie 2-K-Konstruktionsklebstoffe, die auf Acrylatbasis arbeiten, verwenden. Diese verbinden PMMA ebenfalls mit verschiedenen Kunststoffen, Faserverbundwerkstoffen, Glas, Holz und Metall.

Sehr zu empfehlen sind 2-Komponenten-Konstruktionsklebstoffe, die auf Epoxidharzbasis arbeiten. Sie zeigen ein gutes Alterungsverhalten und können neben PMMA auch weitere Kunststoffe, Faserverbundwerkstoffe sowie Metalle miteinander fest verkleben. Diese Klebstoffe sind vor allem auch für stark beanspruchte Klebeverbindungen, beispielsweise an Fahrzeugen und Maschinen, ideal, da sie auch Vibrationen und Schlägen standhalten.

Hast du nur ein kleines Objekt aus PMMA zu kleben, so kannst du es auch mit Sekundenkleber probieren. Zuvor solltest du aber an einer eher unauffälligen Stelle testen, ob sich dieser Klebstoff mit dem Material verträgt. Eventuell kann es zu einer gräulichen Färbung oder zu sichtbaren Schlieren kommen.

Zum Verkleben großflächiger, nicht transparenter Objekte kannst du auch Bausilikon verwenden. Hochleistungs-Klebebänder eignen sich ebenfalls dazu, PMMA mit verschiedenen Materialien – so unter anderem mit Glas, PC, weiteren Kunststoffen, Metallen, aber auch mit lackierten Oberflächen zu verbinden, die im Innen- oder Außenbereich eingesetzt werden sollen.

So solltest du beim Kleben des PMMA Filaments vorgehen

Bevor du mit dem Kleben loslegen kannst, solltest du erst mal für deine eigene Sicherheit sorgen. Zieh dir deshalb spezielle Handschuhe an. Schön wäre es auch, wenn du deine Kleidung vor eventuellen Lösemittelspritzern mit einer Schürze schützt. Außerdem solltest du den Raum gut lüften.

  1. Zuerst reinigst du die Klebeflächen mit Isopropanol. Achte dabei darauf, dass die Lösung nicht mit den später sichtbaren Oberflächen in Kontakt kommt.
  2. Fixiere nun die beiden zu klebenden Werkstücke. Dazwischen sollte ein dünnes Stück Pappkarton passen.
  3. Lasse nun den von dir gewählten Klebstoff zwischen die zu klebenden Bauteile fließen. Unten kannst du die überschüssigen Reste mit der bereits erwähnten Pappe abfangen. Lass den Klebstoff nun auf den Bauteilen aushärten.
  4. Möchtest du die beiden Hälften nicht vorab fixieren, so kannst du den Klebstoff auch auf einem der beiden Stücke aufbringen und das andere Stück dann darauf legen.

Wie kann PMMA Filament nachbearbeitet werden?

Es gibt viele Möglichkeiten, mit einem 3D Drucker gefertigte, aus PMMA bestehende Objekte nachzubearbeiten. Möchtest du in das Objekt Bohrungen einbringen, so sollten sich diese nicht zu nahe am Rand befinden. Hier drohen sonst Absplitterungen.

Sehr empfohlen wird unter anderem eine spanende Nachbearbeitung. Du hast aber auch – wie bereits im Abschnitt zuvor erklärt – die Möglichkeit, das Objekt zu verkleben. Verschweißen ist eine weitere Nachbearbeitungsmethode. Ist das gedruckte Objekt bis jetzt transparent bzw. durchsichtig, so kannst du es nun auch einfärben. Dadurch lassen sich besonders interessante Effekte erzielen. Ein Einfärben empfiehlt sich auch dann, wenn es beispielsweise durch die Verklebung zu unschönen Farbabweichungen gekommen ist.

Worauf muss ich bei der Lagerung von PMMA Filament achten?

Wie alle anderen Filamente auch solltest du PMMA trocken aufbewahren. Obwohl das Material relativ UV-stabil ist, solltest du es trotzdem vor Sonnenlicht geschützt aufbewahren. Am besten eignen sich dazu Plastiktüten, denen du ein paar Päckchen Silikat (auch in Form von Silikatstreu*, was auch als Katzenstreu Verwendung findet) hinzugibst und sie dann verschließt.

Das Silikat saugt eventuelle Feuchtigkeit auf und hält sie so vom Filament fern. Die Tüten mit den Filamenten kannst du dann in eine Kunststoffbox, die am besten mit einem Deckel verschließbar ist, oder in einen Pappkarton packen. Auch Letzterer sollte sich schließen lassen.

Wo kann ich PMMA Filament kaufen?

Tipp: Noch mehr Hersteller gibt es im Beitrag 3D Drucker Material Hersteller zu bewundern.

Geschrieben von: team threedom