3D Druck PETG Filament hat sich in letzter Zeit vor allem auch im Einsteigerbereich des 3D-Drucks etabliert. Es ist eines der beliebtesten 3D Druck Materialien. Bevor du mit dem PETG-3D-Druck beginnst, haben wir einige wichtige Informationen für dich zusammengestellt. Lies weiter, um die Vorteile, Nachteile, Geschichte und Anwendungen des PETG-3D-Drucks kennenzulernen.
Was ist 3D-Druck PETG Filament?
PETG, die Kurzform für Polyethylenterephthalatglykol, ist ein thermoplastischer Kunststoff auf Polyesterbasis, der aufgrund seiner Haltbarkeit und Benutzerfreundlichkeit häufig im 3D-Druck verwendet wird. PETG Filament basiert auf einer modifizierten Form des PET-Kunststoffs, den wir üblicherweise aus Lebensmittelverpackungen kennen. Das klassische Beispiel sind Einweg- oder Mehrwegflaschen für Getränke.
PET in seiner Ursprungsform besitzt jedoch nicht die für den 3D-Druck notwendigen Eigenschaften, da es zum Beispiel sehr spröde ist. Mit der entsprechenden Modifikation durch das Binden von Glykol an die Polymerketten verbessert sich die Flexibilität und die Schlagfestigkeit nimmt zu. Erst durch diesen Prozess wird PET zu dem PETG, aus dem Filament für den 3D-Druck hergestellt werden kann. Mittlerweile ist das Drucken mit Filamenten aus PETG sehr verbreitet, da es sich fast so einfach wie PLA verarbeiten lässt, die Materialeigenschaften aber ähnlich wie ABS sind. PETG drucken wird daher bereits in vielen Foren behandelt und empfohlen.
Wofür eignet sich das PETG-Filament am besten?
Der Einsatz von PETG Filament ist eine gute Alternative für technische Teile, die höheren Temperaturen oder stärkeren mechanischen Belastungen ausgesetzt sind und dadurch die Verwendung von PLA nicht mehr möglich ist.
PETG ist etwas weicher und flexibler und dadurch sehr schlagfest. In Kombination mit seiner hohen Zugfestigkeit, ist es ideal geeignet für Teile, die eine hohe mechanische Beständigkeit erfordern. Die vergleichsweise hohe UV- und Temperaturbeständigkeit machen PETG Filament auch zu einer ausgezeichneten Wahl für Gegenstände, die im Freien verwendet werden sollen. Auch bei höheren Temperaturen, wie z.B. in Innenräumen von Autos an heißen Sommertagen, sind Teile aus PETG-Filament deutlich stabiler als solche aus PLA.
PETG Filament eignet sich gut für Teile, die wenig oder gar keine Nachbearbeitung, also das sogenannte Post-Processing, benötigen. Im Bereich 3D-Druck PETG glätten zu können, ist daher kaum möglich. Durch die hohe chemische Beständigkeit kann es nach dem Druck nicht mit Lösungsmitteln, wie z.B. Aceton geglättet werden. Auch für Schleifen oder nachträgliches Lackieren ist PETG-Filament nicht gut geeignet. Versuche deshalb, die Teile so zu konstruieren, dass diese so wenig Nacharbeit wie möglich benötigen. Aufgrund des großen Sortiments an verfügbaren Farben ist ein Lackieren zumeist nicht mehr notwendig.
Wie soll PETG Filament richtig gelagert werden?
PETG ist sehr feuchtigkeitsempfindlich. Daher muss es richtig gelagert werden, um die Qualität des Materials zu erhalten. PETG absorbiert Feuchtigkeit aus der Luft, das heißt, es ist hygroskopisch. Ist das 3D Filament für längere Zeit hoher Feuchtigkeit ausgesetzt, wird sich die Qualität des Drucks als auch die mechanischen Eigenschaften stark verschlechtern.
Deshalb sollte PETG 3D Filament nach dem Verdrucken immer so trocken wie möglich gelagert werden. Eine Möglichkeit ist die Lagerung der Rolle im Vakuumbeutel mit Trockenmittel, in der sie geliefert wurde - am besten verschlossen mit etwas Klebeband. Die Verwendung einer Filament-Trockenbox ist hilfreich, um Feuchtigkeit aus PETG zu entfernen und seine Haltbarkeit zu verlängern. Falls man keine Trockenbox besitzt, kann PETG-Filament auch ca. 3-4 Stunden bei einer Temperatur von 60° C (ACHTUNG: maximal 65°C) in einem Backrohr mit Heißluftfunktion getrocknet werden. Zur Sicherheit legt man noch einen Bogen Backpapier zwischen Gitterrost und Spule.
PETG 3D Drucken: Welche Druck- und Betttemperatur sollte man verwenden?
Ein Grund, warum PETG Filament mittlerweile ein beliebtes Material für viele 3D-Druck-Anwender*innen geworden ist, liegt unter anderem daran, dass die PETG 3D Druck Temperatur zumeist nicht viel höher ist als bei PLA. Dadurch bietet sich PETG als einfach zu druckende Alternative für viele Desktop 3D-Drucker an, da es keine besonders hohen zusätzlichen Anforderungen an die Hardware stellt.
Die ideale PETG Druck Temperatur liegt je nach Hersteller zwischen 220 °C und 250 °C. Dadurch kann PETG mit fast allen gängigen Druckern und Hotends verdruckt werden. Im Gegensatz zu PLA benötigt PETG ein beheiztes Druckbett. Die benötigte Einstellung für die 3D-Druck PETG Temperatur im Druckbett ist im Vergleich zu anderen Materialien wie ABS oder ASA relativ niedrig und beträgt zumeist zwischen 70 °C und 80 °C. Auch das stellt für die meisten 3D-Drucker-Modelle mittlerweile kein Problem mehr dar. Obwohl PETG relativ wenig zum Verzug, dem sogenannten “Warping” neigt, kann bei sehr großen Bauteilen oder bei sehr kalten Umgebungstemperaturen das Drucken in einer geschlossenen, zugfreien Umgebung von Vorteil sein.
Mit welcher Geschwindigkeit soll PETG gedruckt werden?
PETG lässt sich am besten bei einer Druckgeschwindigkeit zwischen 40 mm/s und 60 mm/s verdrucken. Eine der materialbedingten Eigenheiten beim Verarbeiten von PETG ist das Ziehen von Fäden, das sogenannte “Stringing”. Dies kann man durch eine höhere Druckgeschwindigkeit reduzieren, jedoch führt eine zu hohe Druckgeschwindigkeit möglicherweise zu einem schlechten Gesamtergebnis des Drucks. Deshalb sollte mit herkömmlichen Druckern und Hotends die Druckgeschwindigkeit von 60 mm/s nicht überschritten werden. Neben der Druckgeschwindigkeit gibt es jedoch einige andere Parameter und Einstellungen, mit denen man die Druckqualität deutlich verbessern kann.
Was sind die besten Rückzugseinstellungen für PETG Filamente?
Beim PETG-Drucken sind gute Einstellungen für den Rückzug, den sogenannten "Retract", ein Muss, um einen sauberen Druck mit dem Material sicherzustellen. Wenn man vom Retract spricht, handelt es sich zumeist um zwei Parameter: Rückzugsgeschwindigkeit und Distanz sind die beiden Einstellungen, auf die man am meisten beachten sollte.
Die Rückzugsgeschwindigkeit gibt an, wie schnell der Extruder des 3D-Druckers das Filament zurück in die Düse zieht, wenn er sich zwischen den Punkten bewegt, ohne dabei Material zu fördern. Für die meisten Drucker beträgt eine gute Rückzugsgeschwindigkeit bei PETG ungefähr 25 mm/s.
Die Rückzugsdistanz gibt an, wie weit der 3D-Drucker das Filament in die Düse zurückzieht, wenn er von einem Punkt zum anderen fährt. Die Einstellungen für den Rückzug können sich je nach dem des im Drucker verbauten Extrudertyps unterscheiden. Bei einem Extruder mit Direktantrieb, also einem “Direct Drive Extruder”, sollte die Rückzugsdistanz im Bereich von 2-4 mm liegen. Bei einem Bowden-Extruder ist dieser Wert größer und sollte 3-7 mm betragen.
Diese beiden Einstellungen können sich von Hersteller zu Hersteller unterscheiden. Auch die Anbieter von Filamenten empfehlen manchmal spezifische Einstellungen für ihre jeweiligen
Materialien. Für den Fall, dass beim Verdrucken von PETG-Filament Probleme auftauchen, kann die Änderung einer der beiden oben beschriebenen Parameter zu besseren Ergebnissen führen.
Beispiel für PETG drucken
Braucht PETG Filamente Kühlung?
Rein technisch betrachtet, benötigen PETG-Filamente keinen Lüfter zum Drucken. Es gibt jedoch Situationen, in denen mit unterschiedlichen Kühleinstellungen bestimmte Effekte oder Eigenschaften erreicht werden können. Das Drucken von PETG mit Kühlgebläse verleiht dem Druck eine glattere und schönere Oberfläche, reduziert jedoch die Haftung zwischen den einzelnen Schichten (Layer). Diese kann beim Drucken ohne Kühlung deutlich erhöht werden, d.h. Das fertige Bauteil besitzt bessere mechanische Eigenschaften.
Einige Fälle, in denen der Einsatz der Bauteilkühlung wichtig und notwendig ist, sind Brücken und Überhänge. Bei diesen ist das Material im noch warmen Zustand nicht in der Lage, die Form lange genug zu behalten, um abzukühlen. Die Verwendung des Kühlgebläses mit ca. 70-80 % der möglichen Lüftergeschwindigkeit in diesen Abschnitten verhindert ein Durchhängen.
Auch bei dünnen Wandstärken und kurzen Zeitabständen zwischen dem Auftragen der einzelnen Layer übereinander ist eine Kühlung mittels Lüfter vorteilhaft, da es vorkommen kann, dass die darunter liegende Schicht noch nicht vollständig trocken ist, bevor der Drucker beginnt, die nächste aufzutragen. In diesen Fällen sollte die Lüftergeschwindigkeit zwischen 20-50 % betragen, um die Kühlzeit der Schichten zu reduzieren.
Zu Beginn des 3D Drucks sollte die Kühlung jedenfalls komplett ausgeschaltet sein, damit das Material gut auf dem Druckbett haftet und sich die ersten Schichten gut verbinden. Diese Einstellungen sind mittlerweile über die Software beim “Slicen” gut einstellbar und die Geräte jedenfalls als PETG 3D Drucker bestens geeignet.
Was ist die Glastemperatur von PETG?
Die Glasübergangstemperatur ist der Punkt an dem ein festes Glas oder Polymer in einen weichen, gummiartigen bis zähflüssigen Zustand übergeht. Bei PETG liegt diese bei etwa 80 °C. Im Gegensatz zu PLA, dessen Glasübergangstemperatur sich bei etwa 60 °C befindet, ist PETG eine ausgezeichnete Wahl für Objekte, die höheren Temperaturen standhalten müssen und sich trotzdem leicht verdrucken lassen sollen. Für noch höhere Einsatztemperaturen empfiehlt sich dann ABS, bei dem die Glasübergangstemperatur bei etwa 100 °C bis 110 °C liegt.
Vorteile und Nachteile von PETG 3d Filamenten
Natürlich gibt es beim 3D-Druck mit PETG-Material gewisse Vorteile, aber auch Nachteile. Und Sie müssen sie bei der Auswahl des Materials für den 3D-Druck berücksichtigen. Schauen wir uns die Vor- und Nachteile von PETG-Filament an.
Vorteile 3D-Druck mit PETG
Der 3D-Druck mit PETG Filament hat viele Vorteile. Deshalb erfreut sich dieses Material bei immer mehr 3D-Druck-Enthusiasten immer größerer Beliebtheit. PETG-Filament lässt sich ähnlich leicht verdrucken wie PLA, besitzt aber gleichzeitig bessere Eigenschaften, ähnlich wie Materialien wie zum Beispiel ABS. Im Wesentlichen vereint es die besten Eigenschaften aus beiden Welten..
Der größte Vorteil von PETG Filament ist mit Sicherheit die einfache Druckbarkeit. Obwohl es im Vergleich zu PLA eine etwas höhere Drucktemperatur voraussetzt, ist diese noch immer deutlich geringer als die meisten anderen technischen Materialien. Es besitzt eine ausgezeichnete Haftung der ersten Schicht auf dem Druckbett. Bei einer sauberen ersten Schicht wird es auch bei größeren Druckobjekten kein Problem mit Verzug geben.
Druck mit PETG-Filament ist auf den meisten gängigen 3D-Druckern problemlos möglich - unabhängig ob es sich dabei um einen Direct-Drive-Extruder handelt oder einen Bowden-Extruder sind fast alle als PETG 3D Drucker geeignet. Einzig die Feinabstimmung des Rückzugsabstands kann bei einem Bowden-Extruder etwas mehr Zeit in Anspruch nehmen. PETG 3D Material ist in vielerlei Hinsicht langlebig und stark. Des Weiteren besitzt es eine deutlich höhere Temperaturbeständigkeit als PLA.
PETG ist etwas weicher als viele andere Kunststoffe und besitzt dadurch eine höhere Flexibilität, was sich in der hohen Schlagfestigkeit und einer hervorragenden Zugfestigkeit von aus PETG gedruckten Teilen widerspiegelt. Es ist außerdem beständig gegen UV-Strahlung und Chemikalien und ist dadurch ein vielfältig einsetzbares Allroundmaterial.
Die Oberfläche von aus PETG gedruckten Teilen ist stark glänzend, wobei viele Hersteller Varianten mit reduziertem Glanz im Sortiment haben. Der beim Drucken entstehende Geruch ist kaum wahrnehmbar.
Nachteile 3D-Druck mit PETG
Wie überall gibt es auch beim Druck mit PETG einige Nachteile. Während die Vorteile im Vergleich zu vielen anderen 3D Druck Materialien überwiegen, ist es trotzdem wichtig, auch die kleinen Schattenseiten zu kennen, die der Einsatz von PETG mit sich bringt.
Wie schon mehrmals erwähnt, ist eine der häufigsten Probleme, mit denen man beim Drucken mit PETG konfrontiert wird, das Stringing. Dies hängt hauptsächlich von den Druckeinstellungen ab, d.h. nachdem man die für die Kombination aus Drucker und Material optimalen Parameter gefunden hat, sollte man das Stringing erheblich verringern können.
PETG neigt auch dazu, bei Brücken und Überhängen eher schlecht zu funktionieren. Es benötigt ausreichend Zeit zum Abkühlen, was häufig dazu führt, dass Brücken oder Überhänge eines Objektes beginnen, durchzuhängen. Die Lösung dafür ist die Verwendung eines Lüfters, der stark genug kühlt, um die Schichten schneller fest werden zu lassen, die Schichthaftung des Drucks insgesamt jedoch nicht zu stark beeinträchtigt.
Während eine gute Betthaftung üblicherweise als eine gute Eigenschaft angesehen wird, kann diese bei PETG in manchen Fällen sogar zu gut sein. Befindet sich die Düse zu nahe am Druckbett, kann es vorkommen, dass Objekte sehr stark am Druckbett haften bleiben oder sich teilweise gar nicht mehr vollständig von einer PEI-Druckplatte lösen lassen.
Fehlerbehebung bei PETG Drucken Problemen
1) Schlechte Betthaftung und Warping
Wie bereits erwähnt, besitzt PETG üblicherweise eine sehr gute Haftung der ersten Schicht am Druckbett. Trotzdem gibt es einige Faktoren, die es PETG erschweren, am Druckbett haften zu bleiben oder verursachen, dass sich das Objekt später im Druckprozess vom Bett lösen kann.
2) Unebenes Druckbett
So wie die meisten 3D Druck Filamente haftet auch PETG nicht gut auf einem unebenen Druckbett. Wenn das Bett nicht komplett eben ist - man spricht auch von schlecht “gelevelt”, kann an einigen Stellen des zu druckenden Teils der Abstand zu groß sein, um ausreichend Kontakt mit dem Druckbett und somit der ersten Schicht herzustellen. Wenn es Probleme mit Verzug oder Ablösung des zu druckenden Teils gibt, sollte die Kontrolle bzw. das Nivellieren der Druckplatte der erste Schritt sein, um das Problem zu lösen.
Bei der Nivellierung des Druckbettes ist speziell beim Verdrucken von PETG-Filament zu beachten, dass etwas mehr Abstand zwischen Druckdüse, also der “Nozzle” und der Bauplatte benötigt wird, als bei anderen Materialien. Ansonsten kann das Objekt Druck am Bett kleben bleiben und die Beschichtung der Druckplatte beschädigen.
3) Schmutziges Druckbett
Wenn die Druckplatte des Druckers nicht in regelmäßigen Abständen gereinigt wird, ist es wahrscheinlich, dass diese mit Schmutz, Staub oder Ablagerungen von Drucken bedeckt ist. Dadurch kann das Material sich nicht mehr ausreichend am Druckbett anhaften. Verzieht sich das PETG Material trotz nivellierten Bett und erhöhter Betttemperatur noch immer, sollte dieses gründlich gereinigt werden. Dabei erfordern unterschiedliche Arten von Druckbetten verschiedene Herangehensweisen an die Reinigung. Glasplatten sollten mit einem streifenfreien Glasreiniger und einem sauberen Tuch sorgfältig abgewischt werden. PEI-Bauplattenoberflächen lassen sich am besten mit Isopropanol reinigen.
5) Zu viel Kühlung
Verwendet man beim Drucken von PETG den Lüfter, können die Schichten möglicherweise zu schnell abkühlen. PETG hat im Vergleich zu ABS oder ASA zwar eine sehr geringe Schrumpfungsrate, trotzdem zieht es sich beim Abkühlen leicht zusammen. Zu schnelles Abkühlen erhöht diese Schrumpfung und damit auch den Verzug.
Der einfachste Weg, dieses Problem zu beheben, besteht darin, die Kühlung für die ersten Schichten auszuschalten - entweder vollständig oder Lüfterdrehzahl je nach Druckfortschritt einzustellen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Lüfter die ersten Schichten nicht direkt beeinflusst, sodass sie eine bessere Chance haben, die Temperatur bis zum Ende des Drucks zu halten.
6) Kaltes Druckbett
Ein weiterer möglicher Grund für schlechte Haftung am Druckbett kann eine zu niedrige Temperatur des Druckbettes sein. Dadurch kühlt das Material schneller aus und beginnt sich zu verziehen und sich, meist im Bereich der Kanten, vom Bett zu lösen.
Um dieses Problem zu vermeiden, gilt es herauszufinden, welche Druckbetttemperatur sich am besten für den jeweiligen Drucker und das verwendete PETG-Filament eignet. Mit einer Reihe von Testdrucken desselben Objekts mit schrittweiser Erhöhung der Betttemperatur, am besten 5° C pro Druck, kann die optimale Temperatur herausgefunden werden. Sinnvollerweise sollte dabei mit den von den Herstellern empfohlenen Temperaturen begonnen werden um von dort aus weiter zu testen.
7) Blobs und Pickel
Kleckse, sogenannte “Blobs” und Pickel treten beim Druck von PETG-Filamenten häufig auf und werden meistens durch Überextrusion verursacht. Blobs treten meist dann auf, wenn der Drucker einen Moment anhalten muss, um mit der nächsten Schicht zu beginnen, und ein wenig zusätzliches Material aus der Düse auf das Objekt quillt. Sie können an jeder Stelle in der Schicht auftreten, wenn der Drucker versucht, mehr Material als nötig herauszudrücken.
Die Ursache für dieses Problem zu finden, ist zumeist nicht ganz einfach, da Überextrusion durch verschiedene Dinge verursacht werden kann. Mögliche Lösungen könnten sein:
Senken der Extruderdurchflussrate
Erhöhen der Rückzugseinstellungen
Senken der Düsentemperatur
können alle bei Blobs und Pickeln helfen. Häufig müssen diese Einstellungen mehrmals geändert werden, bis die richtige Einstellung für das Gerät gefunden wird.
8) Stringing
Stringing ist eines der bekanntesten und häufigsten Probleme beim Verdrucken von PETG-Filamenten. Eine zu hohe eingestellte Drucktemperatur, die Verwendung falscher Rückzugseinstellungen oder eine zu niedrig eingestellte Vorschubgeschwindigkeit können mögliche Ursachen für das Ziehen von Fäden sein. Alle diese Parameter können in der verwendeten Slicer-Software einfach geändert werden, und sollten bei richtiger Korrektur das Stringing deutlich verringern.
9) PETG-Druck Objekt lässt sich nicht vom Druckbett lösen
Wie schon an anderen Stellen angeführt, führen die guten Hafteigenschaften von PETG manchmal sogar dazu, dass sich die gedruckten Objekte nicht mehr oder nur teilweise vom Druckbett lösen lassen. Der häufigste Grund dafür ist ein zu geringer Abstand zwischen Bett und Düse, wodurch zu viel Material auf das Bett gedrückt wird. PETG benötigt etwas mehr Schichtabstand als andere Materialien, daher sollte beim Wechsel auf PETG das Druckbett immer neu nivelliert werden, um sicherzustellen, dass der Abstand immer ausreichend groß ist.
Um ein festsitzendes, abgekühltes Objekt zu entfernen, hilft es meist, die Temperatur des Druckbettes wieder auf die für PETG empfohlene aufheizen und dann mit einem Schaber zu lösen. Dabei muss immer darauf geachtet werden, dass die Druckplatte nicht beschädigt wird.
Recyceltes PETG: Lässt sich damit dasselbe drucken wie mit herkömmlichem PETG-Filament?
Das Ausgangsmaterial für recyceltes PETG fällt zumeist als Produktionsabfall bei der Herstellung von medizinischen Verpackungsfolien an. Aufgrund der hohen Materialanforderungen sind diese Abfälle ein hervorragender Rohstoff für die Produktion von Filamenten für den 3D-Druck, mit denen man die gleichen Druckergebnisse erzielen kann wie mit herkömmlichen PETG-Filament.
Bei der Herstellung von PETG-Filament bei Nobufil erfolgt das Recycling dieser Produktionsabfälle auf unseren eigenen Anlagen im Haus. Die Produktqualität wird entlang der gesamten Wertschöpfungskette laufend kontrolliert. Somit kann sichergestellt werden, dass Verdruckbarkeit und Materialeigenschaften nicht anders sind, als bei herkömmlichen Filamenten.
Um ein besseres Druckergebnis zu erzielen, wird jedoch empfohlen, die Druckeinstellungen zu befolgen, die nur für recyceltes PETG von Nobufil geeignet sind. Und den Kunden zufolge war dieses recycelte PETG beim 3D-Druck so einfach wie PLA.
Mit anderen Worten: Der 3D Druck mit recyceltem PETG bietet die gleich gute Ergebnisse wie der 3D Druck mit herkömmlichen PETG Filamenten. Dazu kommt Ihr persönlicher Beitrag zum Schutz der Umwelt und zur Schonung der Ressourcen.
Fazit
Nun, jetzt kennst du PETG-Filamente besser. Wir hoffen, dass dieser Artikel für dich nützlich war.
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Hast du bereits mit PETG 3D-Druck Filamenten gedruckt? Was sind deine Erfahrungen? Lass es uns in den Kommentaren zu diesem Beitrag wissen.
Viel Spaß beim 3D Drucken!