Stützfilamente (Support-Filamente) werden im FDM-3D-Druck verwendet, um Überhänge und komplexe Strukturen zu stabilisieren, die sonst während des Druckprozesses nicht eigenständig gehalten werden könnten. Sie ermöglichen es, komplizierte Geometrien zu drucken, indem sie temporäre Stützstrukturen erstellen, die nach dem Druck entfernt werden. Diese Stützmaterialien sind entweder wasserlöslich oder mechanisch entfernbar und sind speziell entwickelt, um sich leicht vom Hauptdruckmaterial zu trennen, ohne die Druckqualität zu beeinträchtigen.
Arten von Stützfilamenten:
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PVA (Polyvinylalkohol)
PVA ist das bekannteste wasserlösliche Stützfilament. Es wird häufig mit Filamenten wie PLA oder PETG kombiniert, da es sich leicht in Wasser auflöst, was das Entfernen der Stützstrukturen erleichtert, ohne Rückstände zu hinterlassen. PVA eignet sich besonders gut für komplexe Drucke, bei denen das manuelle Entfernen der Stützen problematisch wäre.- Eigenschaften: Wasserlöslich, biologisch abbaubar, einfache Handhabung
- Anwendungsbereiche: Komplexe Modelle, technische Prototypen, Figuren und Modelle mit vielen Überhängen
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BVOH (Butenediol Vinyl Alcohol Copolymer)
BVOH ist ein weiteres wasserlösliches Stützmaterial, das oft als fortschrittlicher angesehen wird als PVA. Es löst sich schneller in Wasser auf und bietet eine bessere Kompatibilität mit einer breiteren Palette von Druckmaterialien, einschließlich PLA, PETG und sogar ABS.- Eigenschaften: Schneller löslich in Wasser, bessere Kompatibilität
- Anwendungsbereiche: Anspruchsvolle technische Modelle, Mehrmaterialdrucke mit unterschiedlichen Hauptmaterialien
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HIPS (High Impact Polystyrene)
HIPS ist ein Stützmaterial, das in Limonen (einem organischen Lösungsmittel) aufgelöst wird. Es wird häufig in Kombination mit ABS-Filamenten verwendet, da es ähnliche Druckbedingungen (Temperatur, Schrumpfung) wie ABS hat und dadurch eine gute Haftung während des Druckprozesses gewährleistet. Nach dem Druck wird HIPS durch Einweichen in Limonen entfernt, während das Hauptmaterial intakt bleibt.- Eigenschaften: Löslich in Limonen, stabil, kompatibel mit ABS
- Anwendungsbereiche: Komplexe ABS-Drucke, technische Bauteile, Funktionsprototypen
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PLA als Stützmaterial
PLA kann auch als Stützmaterial verwendet werden, wenn das Hauptdruckmaterial PLA ist. Allerdings muss das Stützmaterial mechanisch entfernt werden, da PLA nicht in Wasser oder anderen Lösungsmitteln auflösbar ist. Diese Methode wird vor allem bei einfachen Geometrien oder bei nicht lösbaren Materialien verwendet.- Eigenschaften: Mechanisch entfernbar, kostengünstig
- Anwendungsbereiche: Weniger komplexe Drucke, bei denen die Stützstrukturen leicht zugänglich und abtrennbar sind
Anwendungsfälle für Stützfilamente:
- Komplexe Überhänge: Stützmaterialien sind ideal für Modelle mit Überhängen von mehr als 45 Grad oder freischwebende Strukturen, die ohne Unterstützung zusammenfallen würden.
- Hohe Detailgenauigkeit: Bei Modellen mit komplexen Geometrien oder sehr feinen Details, bei denen manuelles Entfernen zu Schäden führen könnte, ist wasserlösliches Stützmaterial wie PVA oder BVOH entscheidend.
- Technische Prototypen: In der Entwicklung und beim Prototypenbau ermöglichen Stützmaterialien den Druck von beweglichen und ineinandergreifenden Teilen, die nach dem Entfernen der Stützen vollständig funktionsfähig sind.
Vorteile von Stützfilamenten:
- Verbesserte Druckmöglichkeiten: Ermöglichen komplexe Strukturen, die ohne Unterstützung nicht realisierbar wären.
- Einfaches Entfernen: Wasserlösliche Filamente wie PVA und BVOH lösen sich rückstandsfrei in Wasser auf, was den Nachbearbeitungsaufwand minimiert.
- Mehr Flexibilität: Sie erweitern die Designfreiheit im 3D-Druck und ermöglichen funktionale und ästhetische Modelle, die ohne Stützen nicht möglich wären.
Stützfilamente spielen eine entscheidende Rolle im 3D-Druck, insbesondere bei der Herstellung komplexer oder detailreicher Modelle. Die Auswahl des richtigen Stützmaterials hängt von den spezifischen Anforderungen des Drucks sowie vom verwendeten Hauptmaterial ab.