PLA, PETG, ASA oder Nylon: So wählst du das Material für ein Ersatzteil

Derselbe Clip kann in einem Material jahrelang halten und in einem anderen nach einer Woche versagen. Entscheidend ist nicht, wie fest der Kunststoff ist, sondern wo das Teil sitzt: wie heiß es wird, ob Sonne darauf fällt, ob es an etwas reibt und ob es nass wird.

Was der Hersteller zu jedem Material sagt

Die Zitate unten stammen aus der Prusa Knowledge Base, den Filament-Hinweisen eines großen 3D-Drucker-Herstellers. Die Temperaturen sind praktische Richtwerte für fertige Teile, keine Laborwerte zur Wärmeformbeständigkeit, und auch nicht die Temperaturen, bei denen der Drucker den Kunststoff schmilzt.

Hersteller nutzen dieselben Materialfamilien für ihre eigenen Teile. Mercedes-Benz Classic etwa fertigt 3D-gedruckte Schiebedach-Rollen aus PA12, einem Nylon, für ältere Modelle, deren Originalwerkzeuge nicht mehr existieren [6].

Schritte

1. Sicherheitskritische Teile ausschließen. Trägt das Teil eine Person, hält es Gas, Wasserdruck oder Netzstrom zurück oder gehört es zu Bremsen, Lenkung oder Fahrwerk eines Fahrzeugs, macht keine Materialwahl es geeignet. Siehe Teile, die du nie 3D-drucken solltest.
2. Hitze prüfen. Sitzt das Teil nahe am Backofen, an einer Heizung, an einem Motor oder im Sommer im Auto, scheidet PLA aus. Unter 80 °C PETG; bis 93 °C ASA; PC ist die hitzebeständige Option des Herstellers [5].
3. Sonne prüfen. Für alles im Freien (Garten, Autoaußenseite, Boot, Wohnwagen) nimm ASA, das der Hersteller als „für den Außeneinsatz geeignet“ bezeichnet [3]. PLA „zersetzt sich unter UV-Licht“ [1].
4. Verschleiß prüfen. Reibt, dreht oder gleitet das Teil (Zahnrad, Buchse, Scharnierstift), ist Nylon die übliche Antwort, weil es abriebfest ist [4].
5. Wasser prüfen. PETG wird als wasserbeständig beschrieben [2]. Nylon und PC nehmen Feuchtigkeit auf; ein Maker begegnet dem, indem er das Filament trocknet. Erwähne ständige Nässe in deinem Auftrag.
6. Federn prüfen. Schnappverbindungen und Clips müssen etwas nachgeben. Der Hersteller beschreibt Nylon als „äußerst widerstandsfähiges Material“ [4] und PETG als geeignet für mechanische Teile [2]. Sag dem Maker, welche Stellen federn.
7. Dem Maker Bescheid geben und ihn beraten lassen. Notier die Bedingungen und schlag ein Material vor. Der Maker schlägt vielleicht ein anderes vor oder ein anderes Verfahren, etwa das Teil aus Metall zu fräsen.

Lebensmittelkontakt und Kinder

Gedruckte Kunststoffe haben Schichtlinien, in denen sich Rückstände sammeln können, und viele Filamente und Farbstoffe sind nicht für Lebensmittelkontakt zertifiziert. Behandle Teile mit Lebensmittelkontakt und Teile für kleine Kinder mit Vorsicht und frag den Maker, was er bescheinigen kann. Nichts hier ersetzt das Datenblatt des Materials.

Warum der Druck so wichtig ist wie der Kunststoff

Eine Studie der britischen Regierung zu 3D-gedruckten Ersatzteilen nennt Porosität, schwache Haftung zwischen den Schichten sowie die Wirkung von Feuchtigkeit, UV-Licht und Alterung unter den Risiken gedruckter Teile [7]. Ausrichtung, Anzahl der Wände und Füllung verändern, wie fest ein Teil in jeder Richtung ist. Deshalb fragt ein guter Maker, wie das Teil belastet wird, und nicht nur, woraus es besteht.