Filamentherstellung

Filamentherstellung bezeichnet den industriellen Prozess der Produktion von filiformen Kunststoffsträngen, die hauptsächlich als Rohmaterial im 3D-Druck verwendet werden. Typische Filamente stammen aus Polymermaterialien wie PLA, ABS, PETG, Nylon oder Polycarbonat und werden in gängigen Durchmesserformaten von 1,75 mm oder 2,85–3,00 mm angeboten.

Der Herstellungsablauf beginnt mit der Vorbereitung des Rohmaterials. Kunststoffe, oft in Pelletsform, werden getrocknet, insbesondere hygroskopische Sorten wie Nylon, um Feuchtigkeitsaufnahme zu minimieren. Anschließend erfolgt die Verarbeitung in einem Schmelzextruder, wo das Material erhitzt, gemischt und durch eine Filamentdüse gedrückt wird. Der hervorgehende Strang wird durch Kühlzonen geführt, erstarrt und durch eine Steuerungseinheit mit konstantem Zug versehen. Schließlich wird das Filament auf Spulen aufgewickelt und verpackt, häufig unter Schutzatmosphäre oder mit Trockenmittelspendern, um Feuchtigkeit zu reduzieren.

Wichtige Materialmerkmale sind der Durchmesser, die Rundheit, Oberfläche und die chemischen Eigenschaften der Mischung. Oft werden Farbstoffe, UV-Stabilisatoren, Stabilisatoren oder spezielle Additive beigemischt, um Eigenschaften wie Festigkeit, Flexibilität oder Temperaturbeständigkeit zu beeinflussen. Die Qualitätssicherung umfasst Messungen des Durchmessers mit Laser-Mmikrometersystemen, Überprüfung der Rundheit, Zugfestigkeit und Melt-Flow-Kennwerte sowie die Kontrolle von Verunreinigungen.

Anwendungen finden Filamente überwiegend im 3D-Druck, in der Leichtbautechnik, Prototypenbau sowie in Industrieanwendungen, wo spezifische Materialeigenschaften gefragt sind. Umweltaspekte betreffen Energieverbrauch, Abfallmanagement und Recyclingmöglichkeiten für Spulenreste sowie für ausgesonderte Filamente.