Funktionalisiertes Filament

Hallo Community,

Ich bin zwar neu hier, möchte aber gleich mal eine Diskussion lostreten , ich hoffe ihr macht mit ^^.
Zu mir: 27, Student der Werkstofftechnik, ledig, irgendwo zwischen Erlangen und Regensburg.
Ich beschäftige mich seit etwa 2 Jahren mit 3D Druck. Hab privat, wie in der Uni mehrere repraps (Mendelmäxe) gebaut und betrieben. Alles erfolgreich, alles gut, hochzufrieden. Außerdem habe ich einen Extruder gebaut, um Filament selbst herzustellen (Thingiverse JuliusG Filament extruder). Tolle Erfahrung, viel gelernt.
Was mir jedoch jetzt beim 3D Druck abgeht, und was meiner Meinung nach bald kommen sollte, sind funktionalisierte Filamente.
Mit Dual, bzw. Multi-Extruder Farben oder evtl. Wasserlöslichem PVA lassen sich ja schon ganz nette Sachen machen, aber das reizt meine Ansicht nach die Möglichkeiten der additiven Fertigung noch kaum aus. Klar, es gibt ein bisschen leitfähiges Filament mit schlechten mechanischen, wie elektrischen Eigenschaften.

Ich stelle mir irgendwie vor, dass es noch viel mehr Möglichkeiten vor:
- Einstellbare Felxibilität durch Mixen zweier Komponenten (Stichwort Diamond Hotend)
- Antibakterielles Filament
- bessere, einstellbare Leitfähigkeit
- einstellbare Transparenz
- Porosität (Stichwort Leichtbau)
...

Wie ist eure Meinung dazu? Habt ihr Ideen für funktionalisierte Filamente, bzw was würdet ihr euch wünschen?

Danke schonmal für eure Beiträge

Grüße
Julius

P.S.: Habe diesen Beitrag auch bei 3D-Drucker-Community gepostet um eine breitere Masse zu erreichen.

Hi Julius
Das Thema gefällt mir, wünsche Dir viel Erfolg

Zu antibakteriellem Filament habe ich erst die Tage was im Netz gelesen (läuft sogar ein Design-Contest) - habe es natürlich weder im Verlauf noch über Google wiedergefunden.
edit: doch gefunden
[www.myminifactory.com]

Taulman hat da auch schon was im Programm:
[3druck.com]

Thermochrom ABS habe ich getestet und bisher einen sinnvollen Einsatzbereich gefunden:
Lüfterhalter für Hotends - man sieht dann ob heiß oder nicht, bzw. sogar den Kühlübergang Hotend zur Cold-zone.
Habe die Farben (Kalt/Warm) : grau/weiß; grün/gelb; lila/pink getestet

grau / weiß zeigt optisch die größte /spontanste Veränderung an
grün / gelb ist nicht so ausgeprägt, aber von den Farben ganz nett
lila / pink eher Effekthascherei

Allen gemeinsam ist, es muss sehr heiß gedruckt werden um eine Lagenhaftung zu erreichen.
Es dauert Tage, bis sich der Themoeffekt (am kalten Filament auf der Rolle hat man die Referenz) wieder einstellt (vermute notwendige Luftfeuchtigkeit im Druck - wässern beschleunigt diesen Prozess)

Was ich mir wünschen würde:

• Filament zum Drucken von "muscle-wires" für die Robotik, Pumpen, Aktuatoren...
• Leucht-Filament (Nicht Nachleuchtend) -> EL-Wires oder OLED zum Drucken (mir ist bewusst das dazu HV-Elektronik zusätzlich notwendig ist)
• "metall-Filament" - PLA wäre nur der Träger für diverse Metalllegierungen: 1. Drucken; 2. in Quarzsandhülle /Tiegel betten 3. im Muffelofen sintern

So, das waren meine Ideen / Wünsche

Gruß
Mike

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.05.15 01:32.

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Gruß ©
Mendel auf Akimbo umgebaut / Arduino 2560 / RAMPS 1.4 / Großes Display mit SD-Card-Reader / 8825TI-Treiber / SSD AC 24V Bett / Bluetooth HC06

Den Hersteller kennst Du -> der macht auch "exotisches" Filament -> http://www.proto-pasta.com/

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Achim

@ Achim

Ja, proto-pasta ist bei mir am Schirm und die machen auch sehr nette Sachen, danke für den Hinweis.

@ Mike

Das Purement Filament, kannte ich noch nicht! Tolle Sache! Hat jmd (oder du) mitbekommen womit die das antibakteriell machen?
Das von Taulmann, lässt sich ja lediglich beschichten, und ist nicht selbst antimikrobiell.

Deine Ideen klingen ziemlich cool. Druckbare muscle wires, wären schon ziemlich cool! Mal bei Festo anfragen .
Bei solchen Funktionen wäre ich auch eher bereit diesen exorbitanten Preis für Filament zu zahlen.

Gruß Julius

Hallo erst mal in die Runde,

Interessantes Thema mit dem ich mich auch schon seit einiger Zeit beschäftige umd die Grenzen weiter auszuloten.

Hab vor kurzem auf 3druck.com einige interessante artikel dazu gelesen.

. transparenteres Material
. Metallhaltiges Filament --> über ausglühen zu Reinmetallischen Bauteilen
. Keramische Filamente

Was mich noch interessieren würde, wären derart leitfähige Filamente um Leiterplatten zu drucken,
Benutzerdefinierte Filamentrollen, die es erlauben, zB Leiterbahnen in einem Bauteil zu integrieren (manipulierbare Slicer vorrausgesetzt)

Bin gespannt welche Ideen noch aufkommen...

Schau mal hier vorbei, eine beeindruckende Auswahl von Filament -> [www.3d-printshop.biz]
(Nein, nicht mein Shop)

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Achim

Hallo Julius,

da berührst du ganz wichtige Punkte.Ich habe hier bereits metallische und keramische Filamentmuster getestet. Als Basis dient das Gemisch wie es beim Metallpulverspritzgießen MIM verwendet wird.Dazu muß ich wohl ein bischen weiter ausholen:
Bei MIM wird nach der Formgebung ein Teil des Binders extrahiert und man bekommt so zunächst ein mikroporöses Teil. Das erleichtert das Sintern von dickwandigen Teilen oder besser gesagt, macht das überhaupt erst möglich. Ein thermisches Austreiben würde über den Innendruck die Teile zum Platzen bringen. Neben dem Extraktionsverfahren gibt es noch das von BASF, wo der Nachteil der Säureempfindlichkeit von POM in den Vorteil umgekehrt wird.
Das heisst der POM-Anteil des Binders wird in einer heißen Stickstoff-Salpetersäureathmosphäre vom festen in einen gasförmigen überführt und so entsteht ebenfalls ein mikroporöses Teil. Der Restbinder wird bei beiden Verfahren in der Startphase des Sinterns ausgetrieben. Das Fertigsintern führt zu einem Metallteil was einem gegossenen nicht nachsteht. Die Formen sind um die beim Sintern erfolgende Schwindung entsprechend größer auszulegen.

Diese vom Pulverfüllgrad und der Pulvermorphology des Werkstoffes bedingten Schwindungswerte könnten beim Drucken natürlich schön skaliert werden. Nun zu den Erfahrungen mit solchen Filamenten. Ich arbeite derzeit an einem Granulatextruder weil die direkte Filamentverarbeitung aus zwei Gründen zunächst scheiterte. Ein Miniextruder mit 6mm Schnecke als Druckkopf hängt auf meinem 8200 und hat neulich die ersten Schichten Wolframcarbid (Hartmetall) gedruckt, ist aber im Prozess leider noch zu labil, um ein ganzes Teil zu fertigen.

Solche "hochpulvergefüllten" Filamente bringen zwei wesentliche Forderungen an einen Filament-Druckkopf. Ein mal muß das Hotend so gestaltet sein, dass das Filament nur von unten beheizt wird und darüber gleich deutlich gekühlt wird.Sonst drückt der Antrieb das Filament in eine Schmelze, die ringsherum hochsteigt.anstatt zum Drucken auszutreten. Man darf die Tatsache, dass Metallpulver wie auch Keramikpulver eine weit höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen als reiner Kunststoff nicht ausser Betracht lassen. Ein vollkeramisches Hotend, welches diese Bedingungen erfüllen würde liegt hier als Konzept vor und wartet auf eine Firma die es umsetzen würde. Da diese Produktionsart erst salonfähig gemacht werden müßte, mache ich mir keine übergroßen Hoffnungen, einen Partner für so ein zunächst Nischengeschäft zu finden. Das Vollkeramikhotend als verschleißfestes Element hat zwar auch seinen Reiz; Nur ist es wohl preiswerter, ab und zu mal die Düse zu wechseln.Nur ist die Standzeit für gewöhnliche Kunststoffe mit Messing oder Bronzedüsen sehr endlich. So etwas lässt sich auch aus Hartmetall fertigen.
Der zweite K.O.-Punkt ist der Filamentantrieb über die geriffelte Welle. Hier muß so etwas wie ein Elastomerquetschantrieb her der sich nicht in das sehr spröde Material frißt anstatt es zu transportieren. Ist also noch einiges zu tun.Der FDM Test mit Filament lief übrigens mit 316L und AlOxid.

Grüße ins ganze Forum auf dass 2016 wieder ein Gut-Jahr wird.

Lothar Gutjahr alias Erfinderlein

Hi Lothar,

euer metallgefülltes Filament würde mich interessieren - wie dünn könntest du einen Filamentstrang erzeugen? - ich rede nicht von 1.75mm, sondern eher von 0.5 oder 0.3mm ... evtl. auch noch 0.1mm.

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Viktor
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Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - [reprap.org] -- Deutsche Facebook-Gruppe - [www.facebook.com]

Call for the project "garbage-free seas" - [reprap.org]

Grüß dich Viktor,

das ist eine heikle Frage. Du sprichst von Druckkopfdüsendurchmessern. Da mein Druckkopf noch nicht zuverlässig genug läuft, scheidet der zunächst aus.
Ich habe vermutlich schneller meinen 10mm Extruder umgebaut; er soll eineÄnderung im Einzugsbereich erfahren; Und ich drehe mal eine Düse, die dann 0,5 gebohrt wird um das einfach mal zu testen. Sehe gerade eine 1mm habe ich schon mal dafür hergestellt aber noch nie verwendet. Wäre ein aussagekräftiger Vorabtest. So in etwa schwant mir an was du da denkst. Sollten wir aber vorab besser mal einen "Klönschnack" machen. Ich sende dir per PM mal meine Telefonnummer. Ich Jahrgang 1940 war mein Lebtag in F+E Bereichen tätig. Davon auch 17 Jahre im Kunststoffmaschinenbau. Nun heute als verspielter Rentner habe ich einen letzten 10 Jahresplan aufgestellt und der steht ganz im Bereich Rapid Prototyping und 3 D Druck mit dem ganzen Drumherum. Nach der Fertigstellung eines Labormusters einer kompakten kurzen Plastifiziervorrichtung für einen Riesendrucker herscht gerade Sommerlochstimmung. Ich schiebe aber die hier aktuellen Änderungsarbeiten vor mir her. So könnte deine Idee etwas Motivation einbringen um da weiterzumachen. Auch hätte ich längst schon eine automatische Zufuhr für den Minischneckenextruder fertigstellen können. Aber wenn keine rechte Motivation da ist erwische ich mich beim Spielen.
da entsteht dann schon mal solches


oder so ein mit dem Fotomikroskop arduinogesteuertes Stapelbild


Soviel zunächst und Neuhahrsgrüße vom Alpenrand

Lothar