Die Materialwahl beginnt beim Einsatzprofil
Belastung, Temperatur, Medienkontakt, Lebensdauer, Oberfläche und Nachweispflichten bilden das Anforderungsprofil. Erst danach lässt sich sinnvoll zwischen Standard-, technischen, elastischen oder hochtemperaturbeständigen Kunststoffen eingrenzen.
PLA oder einfache Harze können für Anschauung und frühe Geometrieprüfung genügen. Technische Thermoplaste wie ABS, ASA, Polycarbonat oder Polyamid adressieren andere Temperatur-, Zähigkeits- und Medienprofile; Elastomere benötigen zusätzlich eine passende Härte- und Dauerlastdefinition. PEEK und verwandte Hochleistungspolymere sind erst sinnvoll, wenn der Einsatz die aufwendigere Prozessführung tatsächlich rechtfertigt.
- Dauer- und Spitzenlast
- Gebrauchs- und Reinigungstemperatur
- Medien- und UV-Kontakt
- Lebensdauer und Prüfpflicht
Materialeigenschaften sind immer prozessabhängig zu bewerten
Kennwerte werden erst durch Druckrichtung, Parameter, Konditionierung und Prüfung zu einer belastbaren Bauteilaussage.
- Anisotropie
- Konditionierung
- Bauteilprüfung
Werkstoff und Verfahren gehören zusammen
Filamentextrusion, Pulverbett- und Photopolymerverfahren erzeugen unterschiedliche Bauteilstrukturen und Nachbearbeitungsbedarfe. Deshalb dürfen Werte eines Rohmaterial-Datenblatts nicht ungeprüft auf ein gedrucktes Bauteil übertragen werden.
Bei FDM/FFF prägen Trocknung, Extrusionsrichtung, Bauraumtemperatur und Schichthaftung die Anisotropie. SLS und MJF verbinden beispielsweise PA12 oder andere freigegebene Pulver mit Baujob, Auffrischrate und Abkühlung. Photopolymere werden über Belichtung, Reinigung und Nachhärtung eingestellt und sollten bei Langzeit- oder Temperaturbeanspruchung nicht wie klassische Thermoplaste behandelt werden.
Vom Kandidaten zur belastbaren Freigabe
Für Funktionsbauteile sollten eine freigegebene Material-System-Kombination, eine definierte Orientierung und repräsentative Musterteile geprüft werden. Kritische Eigenschaften werden an der realen Geometrie und unter anwendungsnahen Bedingungen bewertet.
Ein sinnvoller Prüfplan benennt Materialgrad und Charge, Probekörperlage, Konditionierung, Lieferzustand sowie die tatsächlich kritischen Merkmale. Zugfestigkeit allein reicht etwa nicht, wenn Kriechen, Kerbwirkung, Dichtheit, Verschleiß oder ein Reinigungsmedium den Ausfall bestimmen. Für Wiederholteile wird zusätzlich festgelegt, welche Prozess- oder Materialänderung eine erneute Bemusterung auslöst.
- Material-System-Kombination dokumentieren
- bauteilnahe Prüfkörper und Referenzteil festlegen
- Konditionierung und Finish vereinbaren
- Änderungsgrenzen definieren
