PLA Basis als Haftvermittler - ASA und TPU ohne Gehäuse drucken
Technische Filamente wie ASA oder TPU gelten als schwierig auf offenen Druckern. Sie brauchen meist ein geschlossenes Gehäuse und hohe Betttemperaturen. Ein Ansatz aus der Maker Szene dreht das Problem um: Eine dünne Basisschicht aus gut haftendem Material übernimmt die Haftung auf der Platte, das eigentliche Bauteil wird darauf gedruckt. Das Bett bleibt dabei bei 60 °C. Wie gut das je nach Material klappt, zeigen die Tests.
Inhaltsverzeichnis
Das Wichtigste im Überblick
Prinzip: dünne erste Schicht aus PLA oder PETG als Interface zwischen PEI Platte und Bauteil
Betttemperatur: 60 °C für alle beteiligten Materialien
Getestet wurde auf einem Prusa XL, nötig ist aber nur ein Drucker mit manuellem Filamentwechsel
ASA auf PLA: kein Warping im Test, Basis lässt sich sauber abziehen
TPU auf PLA oder PETG: sehr gute Haftung, Basis lässt sich aber kaum abziehen
ABS auf PLA: haftet extrem stark, späteres Lösen ist schwierig
PP auf PETG: ausreichende Haftung, bei flächigen Teilen wölben sich die Ecken leicht
Gedacht für kleine bis mittelgroße Funktionsteile
Die Idee: Eine Basisschicht als Interface
Ausgangspunkt war ein früherer Versuch mit Materialkombinationen, bei dem ABS überraschend gut auf PLA haftete. Daraus entstand die Frage, ob sich das gezielt für die Haftung auf der Druckplatte nutzen lässt. Die erste Schicht besteht dann aus PLA oder PETG, die auf PEI zuverlässig hält. Darauf folgt das Zielmaterial.
Besonders bei TPU ist das interessant. Es haftet entweder gar nicht oder so fest, dass beim Ablösen die Druckplatte Schaden nimmt. Mit einer Basis aus PLA soll das Bauteil sicher halten und sich trotzdem entfernen lassen. Als Basis eignen sich Standardrollen wie eSun PLA+ 1 kg oder eSun PETG 1 kg.
Warping und Betthaftung sind zwei Probleme
Die Methode löst nicht alles und deshalb lohnt der Blick auf die Unterscheidung. Warping entsteht, weil Material beim Abkühlen schrumpft. Bei ABS sind es etwa 1 % Volumen. Das erzeugt Spannungen, die Ecken nach oben ziehen.
Ein Betthaftungsproblem liegt dagegen vor, wenn ein Material wie PP oder POM gar nicht erst auf der Oberfläche kleben bleibt. Das Interface verbessert vor allem die Haftung. Bei kleinen Bauteilen kann es auch die Warping Kräfte bändigen. Bei sehr großen Teilen sind die Spannungen laut der Beschreibung aber zu hoch, dort bleibt ein beheiztes Gehäuse nötig.
Umsetzung im Slicer mit manuellem Filamentwechsel
Im PrusaSlicer wird das Modell mit dem Shortcut C in zwei Teile geschnitten. Der untere Teil wird als eigenes Objekt für das Interface Material angelegt. In den Filamentprofilen müssen die Betttemperaturen angeglichen werden, hier auf 60 °C.
Drucker mit nur einer Düse brauchen manuellen G Code. Der Befehl M600 löst den Filamentwechsel aus. Mit M104 und M109 S250 wird die Düsentemperatur für das Zielmaterial gesetzt, sodass das Aufheizen während des Wechsels schon läuft. Ein teures Multimaterial System wie bei Multimaterial Druckern ist dafür nicht nötig. Vor dem Druck lohnt sich eine saubere Platte, etwa mit Druckbett-Reiniger Spray.
TPU: Starke Haftung und eine Abziehlasche
Für reine TPU Bauteile wurde eine nur 0,4 mm dünne Basis aus PLA oder PETG mit integrierter Lasche getestet. Beide Materialien halten auf dem Bett ausgezeichnet und lassen sich nach dem Abkühlen leicht von der Platte lösen. Die Verbindung zwischen Basis und TPU ist allerdings so stark, dass sich die Schicht kaum von Hand abziehen lässt.
Nutzen sieht die Methode trotzdem bei Funktionsteilen wie Gerätefüßen. Dort werden zwei Schichten PETG als Basis gedruckt. Das sichert die Betthaftung und das Teil gibt nach dem Abkühlen zuverlässig frei. Die Basis bleibt hier einfach Teil des Bauteils.
ASA: Der Peel Effekt funktioniert
Auf Wunsch von Zuschauern wurde ASA auf einer PLA Basis getestet, verwendet wurde Prusament ASA. Bei nur 60 °C Betttemperatur trat kein Warping auf. Im Gegensatz zu ABS lässt sich die PLA Schicht nach dem Druck rückstandslos vom ASA Teil abziehen.
Dieser Peel Effekt (die Schichten halten im Druck fest zusammen und trennen sich danach sauber) wurde auch akustisch und optisch gezeigt. Das Ergebnis sind ASA Teile mit glatter Unterseite auf einem offenen Drucker. Das ist normalerweise wegen der hohen nötigen Temperaturen schwierig.
ABS und Polypropylen: Grenzen der Methode
Bei ABS ist die Haftung auf PLA extrem stark. Das hilft während des Drucks, erschwert aber das Entfernen der Basisschicht. Für Teile, bei denen die Unterseite sauber sein muss, ist die Kombination daher weniger geeignet als ASA.
Polypropylen haftet für gewöhnlich kaum auf irgendetwas. Auf PLA scheiterte der Test sofort, es entstand keine Bindung. Auf PETG funktioniert es deutlich besser: Die Schichten halten gut genug für einen erfolgreichen Druck. Bei flächigen Stücken wölben sich die Ecken noch leicht. PETG als Stützmaterial für PP wäre interessant, weil normale PP Supports oft kaum zu entfernen sind. Zugversuche zur Festigkeit der Verbindung stehen noch aus.
Vor und Nachteile
Vorteile:
Niedrige Betttemperatur von 60 °C spart Energie
Kein geschlossener Bauraum für kleine bis mittelgroße Teile nötig
Kein Multimaterial System erforderlich
Bei ASA sauber abziehbare Basis
Löst Haftungsprobleme auf Standard PEI Platten
Nachteile:
Manueller Filamentwechsel und G Code Anpassung nötig
Bei ABS und TPU ist die Basis schwer zu lösen
PP haftet nur auf PETG und neigt weiter zu leichtem Warping
Große Bauteile brauchen weiterhin ein Gehäuse
Zugfestigkeit der Verbindung ist noch nicht untersucht
Vergleichbare Produkte
Ein Produkt mit derselben Interface Technik gibt es nicht. Am nächsten kommen Haftvermittler für die Druckplatte. Sie arbeiten ohne gedruckte Zwischenschicht. Wer Feuchtigkeit im Filament als Ursache für schlechte Haftung vermutet, findet bei Filamenttrocknern Hilfe.
Magigoo PP von Thought3D: Flüssiger Haftvermittler speziell für Polypropylen. Er ist für Glas sowie Kapton, PEI und ähnliche Folien ausgelegt.
Magigoo Supergrip von Thought3D: Gedacht für flexible und beschichtete Platten und bewertet für PLA, PETG, ABS, ASA und TPU. Eine Freigabe für PP gibt es nicht.
Bed Weld Original von Layerneer: Eine Beschichtung statt Filamentschicht. Für Nylon und PP wird sie nicht empfohlen, bei TPU 95A nur eingeschränkt, da in Tests die Ecken leicht abhoben.
Persönliches Fazit
Aus meiner Sicht ist der Ansatz für ASA und TPU auf offenen Maschinen praktisch, weil er mit Bordmitteln des Slicers und ohne Zusatzhardware auskommt. Der Peel Effekt bei ASA ist der überzeugendste Teil der Ergebnisse. Bei ABS bleibt die Basis eher hängen und PP ist noch Experiment.
In der Industrie würde ich das nicht für Serienteile einplanen. Dort zählen Wiederholbarkeit und dokumentierte Festigkeit der Verbindung und die Zugversuche fehlen noch. Für Prototypen, Vorrichtungen und Ersatzteile in kleinen Stückzahlen halte ich es für einen brauchbaren Trick. Bei größeren Teilen würde ich weiterhin auf ein geheiztes Gehäuse setzen.
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