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Alles Wissenswerte über 3D-Druck Filamente

ABS Filament – Was ist das?

In unserem 3D-Druck Materialguide erfahrt ihr alles über unterschiedliche FIlamente, ihre Eigenschaften und Verarbeitungshinweise. In diesem Teil geht es um ABS Filament.

ABS Filament als Druckmaterial

ABS ist nach PLA das am meisten verbreitete Material für die Filamentherstellung. Durch seine hohe Neigung zu Warping, ist das Material im DIY- und Hobbybereich nur mäßig verbreitet, da ein beheiztes Druckbett und am Besten auch ein geschlossener Bauraum benötigt wird. Es gibt viele Variationen von ABS Filament. Nachdem du alles über die Eigenschaften erfahren hast, kannst du am Ende des Artikels noch einige davon begutachten.

Grundwissen ABS

Wohl Jedem bekannt und aus ABS: Legosteine

Wohl Jedem bekannt und aus ABS: Legosteine, Bild: Efraimstochter / Pixabay

Acrylnitril-Butadien-Styrol ist ein gutes Beispiel für das Baukastenprinzip in der Kunststoffherstellung. ABS ist wie der Name erahnen lässt ein Mischpolymer und setzt sich aus drei Grundmonomeren zusammen: Acrylnitril, Butadien und Styrol. Die Anteile der einzelnen Monomere variieren von 15–35 % Acrylnitril, 5–30 % Butadien und 40–60 % Styrol. ABS ist ein synthetisches Polymer, welches zur Gruppe der Thermoplaste gehört und amorph ist.

„Die ABS-Harze sind eine Mischung aus Harz (fest) und einem elastischem Kunststoff. Die ersten ABS-Harze wurden in den 50er Jahren produziert. Ihre überragenden Eigenschaften sind hohe Stablilität, Schlagfestigkeit und Oberflächenhärte. Deshalb werden sie insbesondere bei der Herstellung von Möbeln, Einzelteilen in der Automobilindustrie, Fernsehergehäusen, Radios, Schalttafeln und Ähnlichem eingesetzt. LEGO-Steine sind aus diesem Material.“

Geschichte

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) wurde 1946 von der US Rubber Company als Blend aus den Kunststoffen Styrol-Acrylnitril (SAN) und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) entwickelt.

Eigenschaften ABS Filament

ABS ist etwas weicher als PLA, besser nachbearbeitbar und leichter formbar.

  • hohe Stabilität
  • hohe Schlagefestigkeit
  • hohe Oberflächenhärte
  • Kratzfestigkeit
  • geringe Dichte (ca 1,04g/cm³)
  • nicht acetonbeständig
  • normal entflammbar (Baustoffklasse B2)
  • mäßig witterungsbeständig
  • Bruchdehnung circa 9%
  • schlechte UV-Beständigkeit
  • formstabil bis ca 95′C
  • widerstandsfähig gegen Öle und Fette
  • ABS Dünste und Rauch sollten nicht eingeatmet werden
  • Drucktemperatur ca. 230-260′C

Anwendungsbereich ABS

Das wohl bekannteste Produkt aus ABS sind wohl LEGO Steine. Durch seine Eigenschaften wird es auch bei Kleinteilen in der Automobilindustrie, Modellbau, Fernsehgehäusen, Möbeln, Haushaltsgeräten und vielen weiteren eingesetzt. Deshalb ist es eines der meistverbreitetsten Kunststoffe der Welt. Aufgrund der niedirgen UV beständigkeit vergilben Gegenstände schnell und können spröde werden. Outdoor Spielzeug für Kinder sollte deswegen immer lichtgeschützt gelagert werden.

Verarbeitung

Während des Druckvorgangs sollte für ausreichend Frischluftzufuhr gesorgt werden. Dünste sollten nicht über längeren Zeitraum eingeatmet werden. Es wird nicht empfohlen Lebensmittel offen zu Lagern oder zu konsumieren. Die Dämpfe gelten als leicht toxisch. Aufgrund der thermischen Eigenschaften neigt ABS zu Warping. Dies bedeutet, dass sich die Ecken vom Druckbett lösen und verziehen können. Ebenso können sich die Schichten durch zu schnelles Abkühlen nach dem Druck voneinander lösen. Das Material muss mit höheren Temperaturen als PLA gedruckt werden. Zudem wird ein beheiztes Druckbett und ein geschlossener Bauraum empfohlen – jeder Windzug steigert die Wahrscheinlichkeit des Warpings. Es gibt auch diverse Druckbettunterlagen und Haftmittel, die die Haftung verbessern sollen. Ein Bauteilkühler wird nicht benötigt.

Nachbearbeitung

Risse beim Druck mit ABS

Risse beim Druck mit ABS

Druckobjekte aus ABS lassen sich auf nahezu jede Weise bearbeiten. Ob sägen, bohren, fräßen, schneiden, kleben oder lackieren – alles ist problemlos möglich. Die Unbeständigkeit gegen Aceton hat den Vorteil, dass es durch Acetonbedampfung (Lebensgefahr!) geglättet werden kann. Die Druckschichten sind dann nicht mehr sichtbar. Mittlerweile gibt es entsprechende Geräte auf dem Markt, die dies übernehmen.

Sicherheit im Umgang mit ABS Filament

Beim Drucken mit ABS Filament sollte, wie bei jedem anderen Material auch, für ausreichend Lüftung gesorgt werden. Eingeatmete Dünste, Partikel und Dämpfe können gesundheitsschädliche Auswirkungen haben. Man sollte sich nicht über längere Zeit im gleichen Raum, wie der Drucker befinden. Kopfschmerzen sind nur ein erstes Warnzeichen, den Raum zu verlassen. Eine aktuelle Studie, die 3D Druck Filamente vergleicht, kommt zu dem Ergebnis, dass ABS sehr schädlich ist.

Umweltaspekte ABS Filament

Da ABS ein Material ist, welches aus Rohöl hergestellt wird, ist es nicht biokompatibel und kaum abbaubar. Die Umwelt wird durch Fehldrucke und Supportstrukturen unnötig belastet.

Variationen von ABS Filament

Neben Mischungen mit Zusätzen wie Polycarbonat, Kohlefaser, oder Holz gibt es auch „Glitzer“ Filamente wie die von Fillamentum, Ebenfalls gibt es transparente und fluoreszierende Filamente.

Quellen: Deutsches Kunststoff Museum, Wikipedia, materialarchiv.ch, kunststoffe.de



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