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Welches Material eignet sich für welche additiv gefertigte Anwendung

3D-Druckmaterialien im Test: Polyamid PA12 (SLS) oder PA 11 (SAF)

Die Auswahl des geeigneten 3D-Druck Materials für ein Projekt ist nicht immer ganz einfach. Im folgenden Text finden Sie einen Vergleich des Polyamid 11 aus der neuen additiven Fertigungstechnologie SAF mit dem bisher am häufigsten verwendeten PA12 aus dem SLS-Druck.

3D-Druck Bauteil Material PA11 und Material PA12

Die beiden Polyamide PA11 und PA12 verfügen über ähnliche Eigenschaften. Die Kunststoffe sind robust und zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und Zähigkeit, sowie ein ausgezeichnetes Gleit- und Verschleißverhalten aus. Das aus Rizinusöl gewonnene PA11 ist ein ökologisch freundlicheres 3D-Druckmaterial als der herkömmlich hergestellte PA12 Kunststoff. Das PA11 weist zudem noch bessere mechanische Eigenschaften aus als das bisher im 3D-Druck häufiger verwendete PA12. Die Duktilität ist höher und die Schlagfestigkeit (Kerbschlagzähigkeit) sowie die Abrieb- und Ermüdungsfestigkeiten sind verbessert. Zudem ist die chemische Beständigkeit stärker und das Material weist eine höhere Isotropie auf. Dies stammt daher, dass das PA11 explizit entwickelt wurde, um die additive Fertigung wirtschaftlicher zu machen, sowohl gegenüber den bisherigen 3D-Druck-Verfahren als auch gegenüber dem herkömmlichen Spritzguss. Das Polyamid PA11 eignet sich somit unter anderem perfekt für den Einsatz im Maschinenbau.

Bild rechts: das graue Bauteil ist aus PA 11, das weisse aus PA 12

Preisvergleich von PA 11 und PA 12 Bauteilen

 

Wenn man die Preise für ein Bauteil aus den beiden Kunststoffen vergleicht, so sind Serienbauteile mit PA11 aus der additiven Fertigungstechnologie Selective Absorption Fusion (SAF) deutlich günstiger, je nach Ausprägung und Anzahl Teile bis zu 30%. Einzelstücke oder ganz kleine Serien sind jedoch mit dem Material PA12 aus dem Selective Laser Sintering (SLS) 3D-Druck preisgünstiger. Insofern lohnt es sich, je nach Einsatzzweck und benötigten Eigenschaften, auch diesem Aspekt Beachtung zu schenken.

 

Für welche Anwendungen eignen sich die 3D-Druck Materialien PA11 und PA12?

PA 12:

  • Prototypen
  • Maschinenbau-Bauteile wie Scharniere, Zahnräder etc.
  • Anwendungen in der Lebensmittelindustrie

 

PA 11:

  • Serienbauteile
  • Bauteile mit dauerhaft beweglichen Komponenten wie z.B. Scharniere
  • Automobilbau: Crashrelevante Komponenten im Innenraum (PA11 splittert nicht)
  • Bauteile mit dünnen Wandstärken und Gitterstrukturen

Vergleich der mechanischen Eigenschaften von SAF PA11 und SLS PA12

 

SAF PA11

SLS PA12

Dichte

0.99 g/cm3

0.95 g/cm3

Zugfestigkeit

48 MPa

48 MPa

Zugfestigkeit (Izod gekerbt)

 

4.4 J/m

E-Modul

1.60 Gpa

1.65 Gpa

Biegefestigkeit

 

41 Mpa

Biegemodul

 

1.5 Gpa

Wärmeformbeständigkeit @0.45 MPa

185 ° C (ASTM D648)

180 °C (ASTM D648)

Dehnung bis Bruch

45 %

20 %

Härte in Shore

75 D

75 D

Was ist der chemische Unterschied zwischen den Polyamiden PA12 und PA11?

Die beiden Polymere PA11 und PA12 sind chemisch gesehen sehr ähnlich. Der Unterschied liegt in der Anzahl an Kohlenstoff-Atomen im Polymergerüst. PA11 besitzt elf davon, wie es der Name schon sagt, und PA12 deren zwölf. Die unterschiedliche Anzahl der Atome ist die Ursache für die unterschiedlichen Eigenschaften. Zudem ist PA12 ein chemisch hergestelltes Material, das PA11 ist ein bioplastisches Polyamid-Pulver, das aus dem erneuerbaren Rizinusöl (Pflanzenöl) gewonnen wird.

 

Haben Sie noch Fragen zur Anwendung dieser Kunststoffe?

 

 

Falls Sie trotz der Beschreibung noch Fragen haben, welches Material besser geeignet ist, wenden Sie sich an einen unserer Solution Partner, wir beraten Sie gerne.

PS: Zur Auswahl des passenden Materials anhand von Eigenschaften steht Ihnen der neue Materialassistent auf der Plattform zur Verfügung!

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Autor

Markus Grimm
Chief Virtual Printfactory

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