Wenn Sie jemals 3D-Designs für den Außenbereich gedruckt haben, werden Sie höchstwahrscheinlich einen großen Unterschied in Leistung und Haltbarkeit je nach verwendetem Filament bemerkt haben. Um Ihnen bei der Entscheidung zu helfen, welche Option für verschiedene Außenszenarien am besten geeignet ist, schauen wir uns das heute genauer an. Viel Spaß!
Eigenschaften von 3D-Filament für den Außenbereich
Es ist wichtig zu verstehen, welche Eigenschaften 3D-Drucker-Filamente für den Einsatz im Freien haben sollten, da sie Umwelteinflüssen standhalten müssen, denen Modelle für den Innenbereich normalerweise nicht ausgesetzt sind. Nachfolgend haben wir einige der wichtigsten aufgelistet.
Wetterbeständigkeit
Die allgemeine Widerstandsfähigkeit gegen das Wetter in Ihrer Region ist einer der wichtigsten Faktoren. Wenn Sie also in einem Gebiet mit viel Sonnenlicht leben, sollte UV-beständiges Filament für Ihre 3D-Drucke Priorität haben. Das Gleiche gilt für die Temperaturbeständigkeit, egal ob niedrig oder hoch, da bestimmte Filamente bei Kälte besser abschneiden, während andere Materialien idealer für heiße Bedingungen sind. Schließlich sollten Sie auch auf Feuchtigkeit und Nässe sowie auf die Wasserfestigkeit achten.
PLA-Verwitterung im Freien
Mechanische Eigenschaften
Je nachdem, wofür Ihr 3D-Druck verwendet wird, sollten Sie auch sicherstellen, dass das betreffende Filament eine angemessene Schlagzähigkeit, Abriebfestigkeit oder sogar eine langfristige Tragfähigkeit aufweist, falls Sie es zur Befestigung bestimmter Gegenstände (wie Halterungen) verwenden, da dies Ihre Auswahl an Filamenten weiter einschränken wird.
Chemische Stabilität
Und schließlich ist es in manchen Außenumgebungen wichtig, die Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit zu berücksichtigen, insbesondere wenn Sie in Meeresnähe wohnen, wo Feuchtigkeit, Salz und Schadstoffe aus dem Meer Ihr Modell zersetzen können, oder in raueren Umgebungen, in denen Luftqualität und UV-Strahlung Ihre Modelle schneller als beabsichtigt oxidieren lassen könnten.
Vergleich von Filamenten für den Außenbereich
Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die Haupteigenschaften der 5 Filamente ASA, PETG, PC, Nylon und TPU sowie einige empfohlene Anwendungsszenarien für diese Materialien.
| Eigenschaft | ASA | PETG | PC | Nylon | TPU |
| UV-Beständigkeit | Exzellent | Gut | Mäßig | Schlecht | Mäßig |
| Temperaturbeständigkeit | Hoch (80-100°C) | Mäßig (70-85°C) | Sehr hoch (110-135°C) | Mäßig (80-100°C) | Mäßig (50-80°C) |
| Wasserbeständigkeit | Gut | Exzellent | Gut | Schlecht (absorbierend) | Exzellent |
| Schlagzähigkeit | Hoch | Mäßig | Sehr hoch | Hoch | Sehr hoch (flexibel) |
| Abriebfestigkeit | Gut | Mäßig | Exzellent | Gut | Exzellent |
| Tragfähigkeit | Gut | Mäßig | Exzellent (starr) | Gut (flexibel) | Schlecht (zu weich) |
| Chemische Stabilität | Exzellent (korrosionsbeständig) | Gut (feuchtigkeitsbeständig) | Exzellent (beständig gegen Öle, Chemikalien) | Mäßig (absorbiert Feuchtigkeit) | Gut (beständig gegen Öle, Lösungsmittel) |
| Am besten geeignet für | Außenschilder, Automobilteile, Halterungen | Wasserdichte Behälter, Gartengeräte | Hochfeste Strukturteile, Helme | Funktionelle Zahnräder, Scharniere | Dichtungen, O-Ringe, flexible Teile |
ASA-Filament
Wie Sie in der obigen Tabelle sehen können, ist ASA-Filament im Allgemeinen das beste Filament für den Außenbereich, da es für die meisten Szenarien gut geeignet ist. ASA verhält sich in extremen Klimazonen stabiler. Es verfügt über eine exzellente UV-Beständigkeit und neigt selbst nach langjähriger Sonneneinstrahlung nicht zum Ausbleichen oder Spröde werden; zudem bietet es eine gute Wasser- und exzellente Chemikalienbeständigkeit.
Die Druckschwierigkeit ist jedoch relativ hoch, da ein beheiztes Druckbett und ein geschlossener Bauraum erforderlich sind. Es neigt zum Verzug an den Rändern. Die Kosten für ASA-Filament sind mit etwa 30 €/kg ebenfalls relativ hoch.
PETG-Filament
Als nächstes haben wir PETG 3D-Drucker-Filament, das zwar nicht so temperaturbeständig ist, sich jedoch hervorragend für wasserfeste 3D-Drucke eignet. Dies macht es zu einer guten Wahl für Klimazonen mit häufigem Regen sowie für Gartenutensilien wie Pflanzkübel oder ähnliches. Die UV-Beständigkeit von PETG ist ebenfalls ordentlich, aber etwas schlechter als bei ASA. Wenn Ihr Budget nicht für ASA reicht oder Ihr Druck nicht extremem Wetter ausgesetzt ist, ist PETG eine kostengünstigere Option. Zudem ist die Anforderung an die Druckkenntnisse bei PETG niedriger als bei ASA.
Geeetech PETG 3D-Drucker-Filament
PC-Filament
Das leistungsfähigste Material bei hoher Temperaturbeständigkeit ist Polycarbonat-Filament, was in bestimmten Situationen entscheidend sein kann. Im Allgemeinen bietet dieses hochtemperaturbeständige 3D-Drucker-Filament auch einen exzellenten Schutz gegen die meisten anderen Elemente und ist eine hervorragende Wahl für eine Vielzahl von Konstruktionen.
Nylon-Filament
Nylon-Filament kann eine großartige Option für Funktionsteile sein, die nicht direkt Wasser ausgesetzt sind, da die Wasseraufnahme in vielen Fällen der Hauptnachteil von Nylon als Material ist. Es gilt auch als ein recht ordentliches hitzebeständiges 3D-Drucker-Filament, was es für eine Reihe von Anwendungen nutzbar macht. Es gibt auch verstärkte Nylon-Versionen auf dem Markt, die von Outdoor-Enthusiasten bevorzugt werden.
TPU-Filament
Und schließlich ist TPU-Filament in Bezug auf die Temperaturbeständigkeit recht schwach und ebenfalls keine gute Option für tragende Projekte. Die niedrigere Grenze von 50 °C reicht jedoch für den Außenbereich in den meisten Teilen der Welt völlig aus, und die Schlagzähigkeit von TPU-Filament ist die beste der von uns behandelten Filamente. Dies macht es großartig für Teile oder Gegenstände, die zusätzliche Widerstandsfähigkeit benötigen, sowie für flexible Komponenten (wie Dichtungsringe für Outdoor-Wasserflaschen und Gartenwasserhähne), die mit ASA, PETG und anderen starken 3D-Drucker-Filamenten nicht gedruckt werden können.
TPU-Dichtungsringe
Wie kann die Haltbarkeit von Drucken im Außenbereich verbessert werden?
Nachdem wir nun die Eigenschaften verschiedener 3D-Druck-Filamente für den Außenbereich entsprechend der Hauptfaktoren für Haltbarkeit kategorisiert haben, ist es erwähnenswert, dass wir die Haltbarkeit durch Nachbearbeitung oder bei der Konstruktion unserer Modelle sogar noch weiter erhöhen können.
Nachbearbeitung
Sobald Ihr Design aus dem Drucker kommt, können Sie die Haltbarkeit weiter verbessern, indem Sie Ihre Modelle mit UV-Schutzlack besprühen. Dies erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Sonnenlicht und verhindert, dass sie schnell an Festigkeit verlieren oder ausbleichen. Im Allgemeinen kann dies auf alle Materialtypen angewendet werden, aber jeder Filamenttyp erfordert möglicherweise ein anderes Produkt. Informieren Sie sich also darüber, was beispielsweise für ASA oder TPU funktioniert.
Das Gleiche gilt für wasserfeste Beschichtungen, die dafür sorgen können, dass die Modelle weniger Wasser aufnehmen, obwohl diese Beschichtung in extremen Fällen möglicherweise erneuert werden muss. Sie können Ihre Drucke auch chemisch glätten, um die Schichtlinien zu versiegeln und das Eindringen von Feuchtigkeit zu verringern, wodurch Ihre Modelle länger halten.
Designoptimierung
Egal welches Filament Sie auf Ihrem 3D-Drucker verwenden, Sie haben immer die Möglichkeit, Ihre Modelle mit mehr Material zu konstruieren, um sie stabiler zu machen. Sie könnten zum Beispiel die Wände dicker gestalten, um mehr Stabilität und Widerstandsfähigkeit zu erhalten; die Modelle werden nicht so leicht zerfallen, da die zusätzlichen Schichten langsamer auf natürliche Weise abgebaut werden.
Sie sollten auch vermeiden, Strukturen zu entwerfen, in denen sich Wasser ansammeln kann, da manche Designs Taschen bilden können, in denen Wasser stehen bleibt. Konstruieren Sie Ihre Modelle also umgebungsabhängig, um die Lebensdauer zu optimieren und zu verlängern.
Struktur mit Wasseransammlung vs. Entwässerungsdesign
Fazit
Alles in allem haben wir viele fantastische Optionen für den Druck von 3D-Modellen, die für den Außenbereich konzipiert sind und lange halten können, während sie ihre strukturelle Integrität und schöne Oberfläche bewahren. Wenn Sie sich etwas Zeit für die Planung nehmen, sicherstellen, dass Sie das bestmögliche Filament verwenden, bei Bedarf eine Nachbearbeitung durchführen und das Design an die Umgebung anpassen, können Ihre Designs jahrelang problemlos halten. Wir hoffen, dass Ihnen dieser Artikel gefallen hat und Sie etwas gelernt haben. Vielen Dank und bis zum nächsten Mal!