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Formlabs' Kunstharze der nächsten Generation machen Thermoplasten Konkurrenz

Thermoplaste sind stark, biegsam, widerstandsfähig, UV-beständig und langlebig – eine Kombination von Eigenschaften, die sie zu den idealen Standardmaterialien für die Fertigung machen. Kunstharze für den 3D-Druck konnten mit diesen erstklassigen Eigenschaften lange nicht mithalten. Bis heute.

Mit der nächsten Generation der Kunstharzfamilie Tough von Formlabs wird eine Reihe neuer Hochleistungsmaterialien verfügbar, die es endlich mit Thermoplasten aufnehmen können. Die Harze der Materialfamilie Tough sind nach ihrem jeweiligen Zugmodul (auch: Elastizitätsmodul) benannt und bieten mechanische Eigenschaften, die denen von Hart-Polyethylen (HDPE), ABS und Polypropylen in nichts nachstehen.

Tough 1000 Resin und das neu formulierte Tough 2000 Resin bilden zusammen mit Tough 1500 Resin die Kunstharz­familie Tough. Diese zähen, widerstandsfähigen technischen Materialien halten rauen Umgebungen, Stößen und wiederholter Nutzung stand und liefern dabei eine dunkle, matte Oberflächenbeschaffenheit mit gestochen scharfen Details, wenn sie auf 3D-Druckern der Serie Form 4 gedruckt werden.

MaterialTough 1000 ResinTough 1500 ResinTough 2000 Resin
KerneigenschaftDas zäheste und duktilste Material der Harzfamilie ToughGleichgewicht aus Steifigkeit und NachgiebigkeitDas festeste und steifste Material der Harzfamilie Tough
Vergleichbare ThermoplasteHDPE
Delrin (POM)
PPABS
Empfohlene AnwendungenSchlagfeste Halterungen und Vorrichtungen, Bauteile und verformbare Prototypen
Reibungsarme Baugruppen wie z. B. Zahnräder und Kugelgelenke
Teile mit einem Gleichgewicht aus Steifigkeit und Duktilität für nachgiebige Mechanismen wie Riegel, Biegeelemente und Dämpfer
Klammern und Schnallen, Schraubdome für selbstschneidende Schrauben, Scharniere
Robuste Halterungen und Vorrichtungen, Schutzgehäuse und Gehäuse mit Schnappverschluss; Teile, die hohe Hitzebeständigkeit und Kriechfestigkeit erfordern

Fertigen Sie mit den Kunstharzen der Familie Tough von Formlabs Halterungen und Vorrichtungen sowie Funktionsteile mit verbesserter Ästhetik und mechanischen Eigenschaften, die mit Thermoplasten konkurrieren.

Tough 1000 Resin: Konkurrenz für HDPE

Tough 1000 Resin ist ein duktiles, schlagfestes Material. Seine Bruchdehnung von 180 % und seine Gardner-Schlagzähigkeit von 13,1 J übertreffen jene von HDPE, während eine mit Delrin (POM) vergleichbare Gleitfähigkeit für Oberflächen ohne Abrasion oder Kratzer sorgt.

Tough 1000 Resin ist auf eine hervorragende Verschleißfestigkeit ausgelegt, für langfristige Belastbarkeit und Duktilität. Das macht es ideal für Halterungen und Vorrichtungen, bewegliche Baugruppen und Funktionsteile, die wiederholter Belastung und Abnutzung ausgesetzt sind.

Wer mit Formlabs' Durable Resin vertraut ist, wird feststellen, dass Tough 1000 Resin eine verbesserte Hitzebeständigkeit, Alterungsbeständigkeit und Kriechfestigkeit bietet. Darüber hinaus halten die Druckteile Verzug und Durchbiegung während des Nachhärtens besser stand und bieten somit eine hohe Maßgenauigkeit.

„Die Endprodukte, die wir anbieten, müssen unseren Belastungstests bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt standhalten können. Diese Teile müssen einiges aushalten, und Tough 1000 Resin schlägt sich ausgezeichnet.“

Adam Warren, Technischer Zeichner und Konstrukteur, Cool Machines

MaterialDurable ResinTough 1000 ResinHDPE, extrudierte Platten, McMaster-Carr
Maximale Zugfestigkeit28 MPa26,3 MPa30 MPa
Zugmodul1000 MPa932 MPa1000 MPa
Bruchdehnung55 %180 %100 %
Gardner-Schlagzähigkeit bei 0,8 mm4,1 J13,1 J5,4 J
Brucharbeit690 J/m23200 J/m2Nicht getestet. Laut Quellen: ~5000–6000 J/m2
Wärmeformbeständigkeitstemperatur bei 0,45 MPa41 ºC55,3 ºCNicht getestet. Laut Quellen: ~70–90 °C

Erstellen Sie mit den Druckern der Serie Form 4 produktionsbereite Teile mit glatter, matter Oberflächenbeschaffenheit und dunkelgrauer Farbe, die Details zur Geltung bringt – für ästhetische und zugleich leistungsstarke Teile.

Probedruck

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Tough 1000 Resin ist ein duktiles, schlagfestes Material, dessen Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit mit Hart-Polyethylen (HDPE) vergleichbar ist. Es verfügt über eine ausgezeichnete Verschleiß- und Ermüdungsbeständigkeit für langfristige Nutzbarkeit.

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So senkt Cool Machines Kosten und schirmt Lieferketten ab

Cool Machines in Ohio, USA, ist ein Hersteller von Isoliermaschinen und -technik. Für Andy Schulte, COO, sind widerstandsfähige Lieferketten und Kosteneinsparungen das A und O. Mit dem Form 4 und Tough 1000 Resin entwickelt und fertigt Cool Machines Teile für die Endverwendung, die Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, Stößen und einem Druck von bis zu 41 bar standhalten können.

Die Wand-Sprühdüse dient dazu, Dämmstoff in Hohlräume von Wänden sprühen, bevor eine Trockenbauwand hochgezogen wird. Aufgrund der komplexen inneren Geometrie ist die Fertigung dieses Teils ohne 3D-Druck nicht möglich.

Eine wichtige Anforderung an die Wand-Sprühdüse war, dass sie dem Druck des Dämmvorgangs standhalten muss. Warren führte interne Tests durch und erzielte NPT-Gewinde (13,7 mm), die einem Druck von 62 bar standhalten. Er führte auch Fallprüfungen und Schlagprüfungen bei Gefriertemperatur durch. Der nächste Schritt sind die Praxistests. Wenn die Wand-Sprühdüse diese übersteht, wird Cool Machines sich für die Produktion auf dieselbe Methode stützen wie für das Prototyping: 3D-Druck auf dem Form 4 mit Tough 1000 Resin.

Tough 2000 Resin: Leistung auf dem Niveau von ABS

Das neue Tough 2000 Resin ist ein robustes Material mit einer Festigkeit und Steifigkeit, die mit ABS vergleichbar ist. Dank der Kombination von Zähigkeit und hoher Temperatur- und Kriechbeständigkeit druckt es problemlos Schnappverbindungen, die wiederholten Biegungen standhalten, robuste Bauteile, die Stöße überstehen, und Strukturteile.

Tough 2000 Resin weist bei einer Belastung von 4 MPa nach zwei Wochen lediglich eine Kriechdehnung von 1,3 % auf, was es ideal für Teile mit langfristiger Maßhaltigkeit macht. Seine Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) von 70 °C bei 0,45 MPa sorgt für eine zuverlässige Leistung bei erhöhten Temperaturen – für Funktionsteile, die ihre Form beibehalten, wenn sich andere Kunststoffe bereits verformen.

„Das neue Tough 2000 Resin gibt Details wesentlich schärfer wieder als die vorherige Generation. Der Unterschied war sofort nach dem Drucken erkennbar.“

Kyle Garvin, leitender mechanischer Konstrukteur, Research International

Die Neuformulierung von Tough 2000 Resin wurde entwickelt, um die Technologie der 3D-Drucker der Serie Form 4 Serie auszunutzen. Sie bietet verbesserte mechanische Eigenschaften wie eine dreimal höhere Bruchzähigkeit als die Vorgängerversion, eine gesteigerte Kratzfestigkeit und eine dunkle, matte Oberflächenbeschaffenheit.

Zwei Teile. Das linke ist mittelgrau, das rechte ist ein dunkleres Grau mit einer feineren Oberflächenbeschaffenheit.

Das ursprüngliche Tough 2000 Resin (links) und die neue Formulierung (rechts). Dustin Hecocks, Geschäftsführer von Tru-North Design, sagt: „Das Endprodukt nach der Fertigstellung sieht DEUTLICH besser aus. Das Schwarz ist einfach toll.“

MaterialTough 2000 Resin V1Tough 2000 Resin V2ABS, Extrudierte Platten, McMaster-Carr
Maximale Zugfestigkeit46 MPa40,4 MPa39 MPa
Zugmodul2100 MPa1800 MPa1800 MPa
Bruchdehnung44 %79 %8 %
Gardner-Schlagzähigkeit bei 0,8 mm1,1 J1,6 J2,3 J
Brucharbeit115 J/m2305 J/m22060 J/m2
Wärmeformbeständigkeitstemperatur bei 0,45 MPa59 °C70 °CNicht getestet. Laut Quellen: 100 °C

Das neuformulierte Tough 2000 Resin ähnelt in seiner Leistung ABS und überzeugt in hochgradig anspruchsvollen Anwendungen.

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Tough 2000 Resin V2 ist ein robustes Material, dessen Festigkeit und Steifigkeit mit Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) vergleichbar ist. Es vereint Zähigkeit mit einer hohen Temperaturbeständigkeit und Kriechfestigkeit.

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Tough 1500 Resin hält anspruchsvollen Umgebungen stand

Tough 1500 Resin war das erste Material der neuen Generation der Materialfamilie Tough. Das widerstandsfähige Material hat eine ähnliche Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit wie Polypropylen (PP) und bietet eine ausgezeichnete Bruch-, Schlag- und Splitterfestigkeit.

Tough 1500 Resin bietet eine 10-fach höhere Bruchzähigkeit als die Vorgängerversion, sodass die Druckteile Bohrungen problemlos standhalten. Die 3-fach höhere Gardner-Schlagzähigkeit ermöglicht den Druck dünner Wände, die nicht brechen. Die extreme Bruchdehnung (155 %) und Ross-Biegewechselfestigkeit (8000 Zyklen) machen das Material ideal für Teile mit Schnappverbindungen und nachgiebigen Mechanismen.

Tough 1500 Resin wurde nach der Prüfnorm ASTM D4459 für beschleunigte Alterung in Innenräumen getestet und wies nach 400 Stunden eine HDT von 66 °C und eine Bruchdehnung* von -30,4 % auf. Damit bietet es die höchste Hitzebeständigkeit und UV-Beständigkeit aller stark nachgiebigen SLA-Materialien.

MaterialTough 1500 Resin V1Tough 1500 Resin V2Polypropylen (extrudiert)
Maximale Zugfestigkeit30 MPa34 MPa29,2 MPa
Zugmodul1260 MPa1460 MPa1600 MPa
Bruchdehnung64 %155 %125 %
Gardner-Schlagzähigkeit bei 0,8 mm2,5 J5,0 J2,7 J
Brucharbeit102 J/m21011 J/m2~2000 J/m2
Wärmeformbeständigkeitstemperatur bei 0,45 MPa45 °C66 °CNicht getestet.

Seit das verbesserte Tough 1500 Resin auf dem Markt ist, haben unsere Kunden damit Komponenten gedruckt, die rauen Meeresumgebungen standhalten, Bauteile, die elektrische Geländemotorräder bei 120-Meilen-Rennen schützen, und Prototypen, die hohe Leistungen erbringen.

Gabelschutz für Geländemotorrad

Unternehmen: Sirris

„Tough 1500 Resin hat das richtige Gleichgewicht zwischen Schlagfestigkeit und Flexibilität, was es robust genug für den Praxisgebrauch macht.“

Jon Howard, Mitbegründer und Betrieb, Sirris

Endbauteile & Dämme

Unternehmen: Viking Yachts

„Ich stelle individuelle Einzelanfertigungen her, die aussehen wie spritzgegossen – das ist das gewisse Etwas von Viking, etwas, auf das wir stolz sein können.“

Winston Zeberlein, Ingenieur für fortgeschrittene Fertigung, Viking Yachts

Ein schwarz-grauer Kasten
Prototypen

Unternehmen: UbeCube

„Die überwiegende Mehrheit unserer Produkte besteht aus Polypropylen, und mit Tough 1500 Resin können wir das sehr gut nachahmen.“

Isaiah Tarwater, Industriedesigner, UbeCube

Probedruck

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Tough 1500 Resin V2 ist ein widerstandsfähiges Material mit einer ähnlichen Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit wie Polypropylen (PP) und bietet eine ausgezeichnete Bruch-, Schlag- und Splitterfestigkeit.

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