Filament selbst herstellen zu Hause
Filament selbst herstellen? Grundsätzlich ist es durchaus möglich, Filament eigenständig zu produzieren. Doch ob die Qualität des aufgeschmolzenen Materials und die Präzision des Filamentdurchmessers deinen Anforderungen gerecht werden, ist eine andere Frage. Dieser Beitrag bietet keine umfassende Anleitung zur Eigenextrusion, zum Ziehen und Aufwickeln von 3D-Filament für einen FDM-Drucker – dafür spielen zu viele Faktoren eine Rolle, insbesondere dein Budget und wie ernsthaft du das Projekt „3D-Filament selbst herstellen“ angehst. Beginnen wir jedoch mit den Grundlagen.
Hinweis: Dieser Beitrag bietet keine detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Herstellung von Filament in der heimischen Werkstatt. Jede Filamentsorte erfordert spezifische Parameter, die berücksichtigt werden müssen.
Für wem lohnt sich die Herstellung von 3D-Druck Filament?
Finanzielle Überlegungen sollten bei einem solchen Projekt keine Rolle spielen. Weder ist die erforderliche Technik kostenlos, noch ist die zu erwartende Qualität erstklassig. Es handelt sich vielmehr um ein „Basler-Projekt“, eine Machbarkeitsstudie. Persönlich bin ich an Experimenten mit beigemischten Additiven interessiert. Wie würde beispielsweise Magnesiumpulver die Eigenschaften von Filamenten beeinflussen? Allerdings bevorzuge ich es, fertiges Granulat zu verwenden, und erspare mir das Zerkleinern von Limonadenflaschen.
Woraus besteht 3D Druck Filament für FDM-Drucker?
Das lässt sich leicht erklären, ohne dass du dafür ein Doktortitel benötigst. Filamente für 3D-Drucker sind im Wesentlichen lange, kontinuierliche Kunststofffäden, die auf Spulen gewickelt sind. Sie bestehen aus thermoplastischen Kunststoffen, die bei einer bestimmten Temperatur schmelzbar sind.
Geräte, um Filament selbst herstellen zu können
Jeder kann grundsätzlich mit relativ geringem Aufwand Filament selbst herstellen. Allerdings gibt es einige wichtige Aspekte zu beachten, um eine praxistaugliche Qualität des Filaments zu gewährleisten.
1. Granulator / Plastik Schredder
Wenn du selbst Filament aus Plastikflaschen oder Filamentresten herstellen möchtest, benötigst du zunächst einen leistungsstarken Schredder. Je feiner er das Material zerkleinern kann, desto besser wird das resultierende Filament in Bezug auf Sauberkeit und Homogenität. Erbsengroße Stücke sind für den Schmelzvorgang ungeeignet.
Häufig findet man nicht das Passende, da Geräte oft unterschiedliche Bezeichnungen tragen. Dies gilt auch für Geräte, die zur Zerkleinerung von festen Materialien verwendet werden.
- Schredder
- Granulator
- Crusher
- Desintegrator
- Pulverizer….
2. Trockenvorrichtung – Backofen oder Dörrautomat
Wer Erfahrungen mit dem FDM 3D-Druck hat, weiß, dass an freier Luft gelagerte Filamente irgendwann „drüber“ sind, zu viel Feuchte aufgenommen haben. Sie müssen getrocknet werden, um präzise Drucke liefern zu können. Einige Filamente sind gar so hygroskopisch, dass sie vor jedem Druckvorgang getrocknet werden müssen.
Ob du nun Filament aus recycelten Plasteflaschen oder fertigem Granulat herstellen möchtest – es sollte vorher getrocknet werden, um das Wasser herauszubekommen. Wenn das Plastik erst im Extruder erhitzt und geschmolzen wird, kann die Feuchte nicht wirklich optimal entweichen.
Eine gute und preiswerte Lösung ist ein Dörrautomat. Billiger, aber aufgrund seiner ungenauen Temperaturregelung ist ein Backofen.
3. Extruder
Ein Extruder ist ein Gerät, das thermoplastische Kunststoffe erhitzt und durch eine Düse formt. Es existieren unterschiedliche Typen von Extrudern, darunter sowohl selbstgebaute als auch kommerziell erhältliche Modelle.
Achtung: Gemeint ist nicht der kleine Extruder im 3D-Drucker! Auch wenn das Prinzip eines Extruders überall gleich ist, benötigst Du für die eigene Filament Herstellung einen leistungsstarken Extruder.
4. Eine Kühlstrecke
Nachdem die geschredderte und verflüssige Cola-Flasche aus dem Extruder gepresst wird, muss sie erkalten, um aufgewickelt zu werden. Sie darf aber auch nicht „unterkühlt“ werden, da sonst der Durchmesser nicht auf das nötige Maß gepresst und das Filament aufgewickelt werden kann.
Achtung: Halte dich an die Glasübergangstemperatur deines recycelten Thermokunststoff. Das ist die Temperatur, bei der ein Kunststoff von hart zu weich oder umgekehrt übergeht. Sie ist bei jeden Kunststoff unterschiedlich.
5. Filament-Wickler
Ein Filament-Wickler ist ein Gerät, welches das verflüssige und danach erkaltete Filament auf eine Spule wickelt. Hierbei sollte die Wickelgeschwindigkeit an die Extrusionsgeschwindigkeit des Extruder angepasst werden. Ist der Filamentwickler zu schnell, reist dein Plastik-Spaghetti. Wenn er zu langsam ist, bildet sich ein Knäuel – auch nicht gut.
Filament selbst herstellen aus Granulat
Die einfachste Methode zur Eigenproduktion von 3D-Druckerfilament besteht in der Nutzung von Granulat. Dieses feinkörnige Kunststoffmaterial ist in verschiedenen Farben und Stärken erhältlich. Um Filament aus Granulat herzustellen, sind die folgenden Schritte erforderlich:
- Filament-Extruder auf die für den verwendeten Kunststoff empfohlene Temperatur erhitzen.
- Extruder mit dem gewünschten Granulat befüllen.
- Extruder einschalten Granulat durch die Düse pressen lassen.
- Filament auf Glasübergangstemperatur abkühlen.
- Filament mit einem Filament-Wickler auf eine Spule wickeln.
Wer nur mit eigenen Filamant Sorten experimentieren möchte, greift zur Filmant Herstellung über fertiges Granulat. Einfach den gewünschten Zusatzstoff gut einrühren, gut vermischen und fertig ist der Salat.
Wichtig: Die Ausgangsmaterialien (Plaste) sind mehr oder weniger hygroskopisch, saugen teilweise sehr viel Luftfeuchtigkeit aus. Das Granulat muss vorher (Backofen oder Dörrautomat) getrocknet werden.
Filament selbst herstellen aus recycelten Materialien
Um Filament aus recycelten Materialien herzustellen, können folgende Materialien verwendet werden:
Plastikflaschen
PET-Flaschen können zu Filament für den 3D-Druck recycelt werden.
3D-Druck-Abfälle
Auch gescheiterte 3D-Drucke können zu Filament recycelt werden.
Andere Kunststoffabfälle?
Andere Kunststoffabfälle (wie z. B. Lebensmittelverpackungen) bestehen eventuell aus zu vielen unterschiedlichen Materialien und sind obendrein mit Etiketten beklebt, die nicht so einfach wie bei einer Getränkeflasche abzulösen sind.
Auch hier muss das zerkleinerte Material getrocknet werden, bevor es in den Extruder verbracht wird.
Die Zukunft der eigenen Filament Herstellung?
Neue Technologien stehen bereits in den Startlöchern und könnten das Thema „Filamente selbst produzieren“ bald überflüssig machen. Immer stärker setzt sich das FGF-3D-Druckverfahren durch, bei dem anstelle von zuvor hergestellten Filamenten Granulat verwendet wird. Dieses Verfahren ist kostengünstiger, präziser und schneller. Darüber hinaus kann farbiges Granulat, ähnlich wie Farben, miteinander gemischt werden.
Die Firma PIOCREAT bietet bereits einen kompletten Desktop FGF 3D-Drucker mit Granulat-Extruder an. Der PioCreat G5 Pro Granule 3D Printer kostet allerdings stolze 3.800 Euro (Oktober 2023).
