Welches Material verwendet ein 3D-Drucker? Ein vollständiger Leitfaden für 2025

Mehr als nur „Plastik“

Wenn man an 3D-Druck denkt, hat man oft eine Maschine vor Augen, die einfachen Kunststoff produziert. Diese Vorstellung ist jedoch überholt. Die Realität im Jahr 2025 sieht anders aus: Wir stehen vor einer riesigen und komplexen Welt aus Materialien, jedes mit seinen spezifischen Eigenschaften, Herausforderungen und Anwendungsbereichen. Die große Auswahl kann überwältigend wirken und sowohl Einsteiger als auch erfahrene Profis verwirren. Ein Projekt kann schon im Keim ersticken, wenn das falsche Material gewählt wird.

Dieser Leitfaden beseitigt die Verwirrung um 3D-Druckmaterialien. Wir bieten Ihnen einen klaren Plan, der Ihnen hilft, die verschiedenen Optionen zu verstehen und das perfekte Material für jedes Projekt auszuwählen – vom einfachen Hobbymodell bis zum funktionsfähigen Prototypen. Das Wichtigste dabei ist: Es gibt kein „bestes“ Material. Das richtige Material hängt ganz von Ihrem Projekt, Ihrem Drucker und den gewünschten Funktionen ab.

Das Formular verstehen

Der erste Schritt zum Verständnis von Materialien besteht darin zu wissen, dass ihre Form direkt mit der verwendeten 3D-Drucktechnologie zusammenhängt. Materialien gibt es in drei Hauptformen: Filament, Harz und Pulver.

• Filamente: Dabei handelt es sich um Spulen aus Kunststofffaden, die dicker Angelschnur ähneln. Sie werden in FDM-Druckern (Fused Deposition Modeling) verwendet, der gängigsten und kostengünstigsten Technologie für Verbraucher, Hobbybastler und Schulen. Der Drucker schmilzt das Filament und trägt es Schicht für Schicht auf, um ein Objekt zu erzeugen.

• Harze: Dabei handelt es sich um Flaschen mit flüssigem Kunststoff, der durch Licht aushärtet. Sie werden in Druckern eingesetzt, die Licht zur Aushärtung des Materials nutzen, wie beispielsweise Stereolithographie (SLA), Digital Light Processing (DLP) und LCD-Drucker. Eine Lichtquelle härtet das flüssige Harz Schicht für Schicht aus und erzeugt so Bauteile mit extrem feinen Details.

• Pulver: Hierbei handelt es sich um Behälter mit feinkörnigem Material. Sie werden in industriellen Druckverfahren wie dem selektiven Lasersintern (SLS), dem Multi Jet Fusion (MJF) und verschiedenen Metalldrucktechnologien eingesetzt. Ein Laser oder eine andere Energiequelle verschmilzt die Pulverpartikel miteinander und erzeugt so direkt aus dem Pulverbett stabile Bauteile in Serienqualität.

Ein genauer Blick auf Filamente

Filamente sind aufgrund ihrer geringen Kosten, ihrer weiten Verfügbarkeit und der Erschwinglichkeit von FDM-Druckern der gängigste Ausgangspunkt für den 3D-Druck. Die Vielfalt an Filamenten ist enorm und reicht von einfachen Kunststoffen bis hin zu hochentwickelten technischen Verbundwerkstoffen.

Standardfilamente

Dies sind die alltäglichen Arbeitstiere der FDM-Druckwelt, die ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Eigenschaften und Druckbarkeit für ein breites Anwendungsspektrum bieten.

• PLA (Polymilchsäure):

  • Was es ist: Ein biologisch abbaubarer Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke oder Zuckerrohr. Er ist das Standard-Ausgangsmaterial für die meisten Anwender.
  • Vorteile: Es ermöglicht eine niedrige Drucktemperatur, wodurch weniger Energie benötigt wird und es mit nahezu allen FDM-Druckern kompatibel ist. Es weist minimalen Verzug auf und benötigt oft kein beheiztes Druckbett. Während des Druckvorgangs entsteht ein leichter, süßlicher Geruch. Zudem ist es in einer riesigen Auswahl an Farben und Effekten erhältlich.
  • Nachteile: PLA ist relativ spröde und hat eine geringe Temperaturbeständigkeit; bereits bei Temperaturen ab 60 °C (140 °F) beginnt es sich zu verbiegen. Es kann mit der Zeit, insbesondere durch Feuchtigkeit und UV-Licht, noch spröder werden.
  • Ideal für: Anfänger, dekorative Drucke, schnelles Prototyping, bei dem das Aussehen wichtiger ist als die Funktion, Architekturmodelle und nicht-funktionale Dekorationsgegenstände.

• ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol):

  • Worum es sich handelt: Ein robuster, langlebiger und temperaturbeständiger Kunststoff auf Erdölbasis. Es ist dasselbe Material, aus dem LEGO-Steine ​​und viele Autoinnenausstattungsteile hergestellt werden.
  • Vorteile: Es bietet hohe Festigkeit und ausgezeichnete Schlagfestigkeit und eignet sich daher für Bauteile, die mechanischer Belastung standhalten müssen. Durch Nachbehandlung mit Aceton-Dampf lässt sich eine glatte, glänzende Oberfläche erzielen, wodurch Schichtlinien effektiv kaschiert werden.
  • Nachteile: ABS ist bekanntermaßen schwierig zu verarbeiten. Es benötigt ein beheiztes Druckbett, um ein Ablösen zu verhindern, und eine geschlossene Bauweise, um eine stabile, warme Umgebungstemperatur zu gewährleisten. Ohne diese Voraussetzungen neigt es stark zu Verformungen und Rissen. Außerdem entstehen beim Drucken starke, unangenehme Dämpfe, weshalb eine gute Belüftung erforderlich ist.
  • Ideal geeignet für: Funktionsteile, mechanische Komponenten, Schutzgehäuse für Elektronik und alle Artikel, die langlebig sein und mäßiger Hitze und Belastung standhalten müssen.

• PETG (Polyethylenterephthalatglykol):

  • Was es ist: Eine modifizierte Version des gleichen Kunststoffs, der auch für Wasserflaschen verwendet wird. In der Welt des 3D-Drucks fungiert es als perfekter Hybrid, der die einfache Handhabung von PLA mit der Haltbarkeit von ABS vereint.
  • Vorteile: Es ist deutlich fester und flexibler als PLA und weist eine ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit auf. Es neigt kaum zu Verzug und Schrumpfung und lässt sich daher leichter drucken als ABS. Viele Rezepturen sind als lebensmittelecht zertifiziert, dies sollte jedoch sorgfältig mit dem Hersteller abgeklärt werden.
  • Nachteile: PETG neigt zum Fadenziehen, wodurch feine, haarähnliche Kunststofffäden auf dem Druck entstehen. Es erfordert höhere Drucktemperaturen als PLA und kann mit der Zeit herkömmliche Messingdüsen stärker abnutzen.
  • Ideal für: Mechanische Teile, Schutzkomponenten und Drucke, die ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit, leichter Flexibilität und Temperaturbeständigkeit erfordern. Es ist die erste Wahl für funktionale Drucke, wenn ABS zu schwierig zu verarbeiten ist.

Flexible Filamente

Diese Materialien sind für Drucke konzipiert, die biegsam und dehnbar sein und Stöße absorbieren müssen.

• TPU (Thermoplastisches Polyurethan):
  • Was es ist: Ein gummiartiges Material, das für seine hervorragende Elastizität, Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit bekannt ist.
  • Vorteile: Sein Hauptvorteil liegt in seiner Flexibilität, die je nach Zusammensetzung von halbflexibel bis fast gelartig reichen kann. Es bietet eine hohe Stoß- und Abriebfestigkeit und ist daher extrem langlebig.
  • Nachteile: TPU kann schwierig zu drucken sein. Es erfordert sehr niedrige Druckgeschwindigkeiten, um ein Abknicken oder Verstopfen des Extruders zu verhindern. Außerdem neigt es zu Fadenbildung und benötigt einen gut kalibrierten Drucker, vorzugsweise mit Direktantriebsextruder.
  • Ideal für: Handyhüllen, flexible Gelenke für Roboter, individuelle Griffe, tragbare Artikel und Vibrationsdämpfer.

Technische Filamente

Für Anwendungen, die überlegene mechanische oder thermische Eigenschaften erfordern, sind technische Filamente die Lösung. Diese erfordern oft leistungsfähigere Drucker und mehr Erfahrung des Anwenders.

• Nylon (Polyamid):

  • Was es ist: Ein robuster und vielseitiger technischer Kunststoff mit einem charakteristisch niedrigen Reibungskoeffizienten.
  • Vorteile: Nylon zeichnet sich durch außergewöhnliche Festigkeit, Haltbarkeit und eine gewisse Flexibilität aus, die es vor Sprödigkeit schützt. Es besitzt eine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien und Abrieb und ist daher ideal für Teile, die aneinander reiben.
  • Nachteile: Es ist stark hygroskopisch, d. h. es zieht leicht Feuchtigkeit aus der Luft an. Nasses Nylon lässt sich schlecht bedrucken, was zu schwachen, blasenartigen Teilen führt. Es muss in einer luftdichten, trockenen Umgebung gelagert und vor dem Bedrucken oft aktiv getrocknet werden. Außerdem sind hohe Drucktemperaturen erforderlich.
  • Ideal für: Lebende Scharniere, Zahnräder, Buchsen, langlebige Funktionsprototypen und Spezialwerkzeuge.

• Polycarbonat (PC):

  • Was es ist: Eines der stärksten und temperaturbeständigsten Filamente, die für Verbraucher erhältlich sind.
  • Vorteile: Polycarbonat (PC) bietet extrem hohe Festigkeit und Schlagfestigkeit und hält Temperaturen weit über 110 °C stand. Es ist zudem in seiner natürlichen Form optisch klar.
  • Nachteile: Es ist eines der am schwierigsten zu bedruckenden Materialien. Es erfordert sehr hohe Temperaturen für Heizelement und Druckbett (oft über 300 °C bzw. über 110 °C), und ein beheiztes Gehäuse ist unerlässlich, um starkes Verziehen und Ablösen der Schichten zu verhindern. Außerdem ist es hygroskopisch.
  • Ideal geeignet für: Anspruchsvolle technische Bauteile, Schutzschilde und Komponenten, die starker Hitze und physikalischen Einwirkungen standhalten müssen.

• Verbundfilamente:

  • Was sie sind: Es handelt sich um Basiskunststoffe wie PLA, PETG oder Nylon, die mit kurzen Strängen anderer Materialien vermischt werden, um ihre Eigenschaften zu verbessern. Gängige Zusatzstoffe sind Kohlenstofffasern, Glasfasern und Holzpartikel.
  • Vorteile: Die Zusätze verleihen dem Material neue Eigenschaften. Kohlefaser sorgt für deutlich mehr Steifigkeit und Festigkeit, ohne das Gewicht wesentlich zu erhöhen. Holzspachtelmasse bietet eine authentisch aussehende und sich anfühlende Oberfläche, die geschliffen und gebeizt werden kann.
  • Nachteile: Diese Filamente sind stark abrasiv und zerstören eine Standard-Messingdüse schnell. Eine Düse aus gehärtetem Stahl oder mit Rubinspitze ist erforderlich. Sie können außerdem spröder sein als ihre nicht aus Verbundwerkstoff gefertigten Pendants und sind in der Regel teurer.
  • Ideal für: Leichte, aber dennoch robuste Funktionsteile (Kohlefaser), Vorrichtungen und Lehren (Glasfaser) sowie ästhetische Drucke, bei denen eine holzähnliche Optik gewünscht ist (Holzfüllung).

Erforschung flüssiger Harze

Der Harzdruck ist die erste Wahl für Anwendungen, bei denen Detailgenauigkeit und Oberflächengüte von größter Bedeutung sind. Diese Materialien bieten eine Auflösung, die der FDM-Druck nicht erreichen kann, und eignen sich daher ideal für Miniaturen, Schmuck und zahnmedizinische Anwendungen.

Gängige Harzarten

Genau wie Filamente gibt es auch Harze in verschiedenen Zusammensetzungen, die für spezifische Zwecke entwickelt wurden.

• Standardharz: Dieses Harz ist ein Allzweckharz, vergleichbar mit PLA im Bereich der Filamente. Es bietet ein gutes Verhältnis von Druckgeschwindigkeit, Detailgenauigkeit und Kosten und eignet sich daher perfekt für visuelle Modelle, Miniaturen und erste Prototypen, bei denen feine Details im Vordergrund stehen.

• Robustes/Technisches Harz: Diese Harze sind so formuliert, dass sie die mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen wie ABS oder PETG simulieren. Sie sind so konzipiert, dass sie höheren Belastungen standhalten und eignen sich daher für Funktionsprototypen, Schnappverschlüsse und Bauteile, die mechanischer Belastung ausgesetzt sind.

• Flexibles/Elastisches Harz: Durch die Nachahmung der Eigenschaften von Gummi oder Silikon ermöglichen diese Harze die Herstellung weicher, biegsamer Teile. Sie werden für Anwendungen wie maßgefertigte Griffe, Dichtungen und anatomische Modelle für die medizinische Ausbildung eingesetzt, die eine weiche, angenehme Haptik erfordern.

• Gießharz: Dieses Spezialharz ist für den Feinguss konzipiert. Dank seines hohen Wachsanteils brennt es rückstandsfrei aus der Form aus und hinterlässt keine Asche oder Rückstände. Dadurch eignet es sich ideal zur Herstellung von Urmodellen für Schmuck und zahnmedizinische Anwendungen.

Die industrielle Grenze: Pulver

Pulverbasierte Werkstoffe stellen das High-End des 3D-Drucks dar und werden in industriellen Umgebungen zur Herstellung von Serienteilen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften eingesetzt.

• Nylon (PA 11, PA 12): Das am häufigsten verwendete Pulver für den SLS-Druck ist Nylon. Es ermöglicht die Herstellung von festen, leicht flexiblen und äußerst langlebigen Funktionsteilen, die sich für Endanwendungen eignen. Die resultierenden Teile weisen eine leicht körnige Oberflächenstruktur, aber hervorragende isotrope Eigenschaften auf (die Festigkeit ist in alle Richtungen gleich).

• Metallpulver: Feine Metallpulver aus Edelstahl, Aluminium, Titan und Inconel werden in Technologien wie dem direkten Metall-Lasersintern (DMLS) und dem Binder Jetting eingesetzt, um vollständig dichte, komplexe Metallteile herzustellen. Diese finden Anwendung in anspruchsvollen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Automobilindustrie.

Wie man das Material auswählt

Dieser Schritt-für-Schritt-Plan führt Sie durch den Entscheidungsprozess und hilft Ihnen bei der Auswahl des richtigen Materials für Ihre Bedürfnisse.

Schritt 1: Zweck definieren

Ermitteln Sie zunächst die Hauptfunktion Ihres Bauteils.

• Visueller Prototyp/Künstlerisches Modell: Wenn das Teil nur zu visuellen Zwecken dient, sollten Ästhetik, Oberflächenbeschaffenheit und einfache Druckbarkeit Priorität haben. PLA oder Standardharz eignen sich hierfür gut.
• Funktionsbauteil/Mechanische Komponente: Wenn das Bauteil eine Last tragen oder eine mechanische Funktion erfüllen muss, sollten Festigkeit, Haltbarkeit und Temperaturbeständigkeit Priorität haben. Geeignete Materialien sind PETG, ABS, Nylon oder ein zäher Kunststoff.
• Flexibles Bauteil: Wenn das Bauteil gebogen, gestaucht oder Stöße absorbiert werden muss, ist die Wahl klar. Sie benötigen ein flexibles Material wie TPU oder ein flexibles Harz.

Schritt 2: Immobilien bewerten

Als Nächstes sollten Sie die spezifischen Eigenschaften Ihres Bauteils genauer betrachten. Fragen Sie sich:

• Festigkeit und Haltbarkeit: Welcher Kraft oder Belastung hält das Bauteil stand?
• Flexibilität: Muss es starr wie ein Stein oder biegsam wie Gummi sein?
• Temperaturbeständigkeit: Wird es in einer heißen Umgebung eingesetzt, beispielsweise im Inneren eines Autos an einem Sommertag?
• UV- und Chemikalienbeständigkeit: Wird es im Freien verwendet oder Ölen, Lösungsmitteln oder anderen Chemikalien ausgesetzt?
• Detailgenauigkeit & Oberflächenbeschaffenheit: Sind filigrane Details und eine glatte Oberfläche entscheidend, oder sind Schichtlinien akzeptabel?

Schritt 3: Druckerkompatibilität prüfen

Stellen Sie abschließend sicher, dass das von Ihnen gewählte Material mit Ihren Geräten kompatibel ist.

• Technologie: Handelt es sich bei Ihrem Drucker um einen FDM-, SLA- oder SLS-Drucker? Dies ist der grundlegendste Filter.
• Düsen-/Hotend-Temperatur: Kann das Hotend Ihres FDM-Druckers die erforderliche Temperatur für Materialien wie ABS, Nylon oder PC erreichen?
• Beheiztes Bett: Benötigt das Material ein beheiztes Bett, um richtig zu haften und Verformungen zu vermeiden?
• Gehäuse: Ist ein Gehäuse erforderlich, um eine stabile Umgebungstemperatur aufrechtzuerhalten und Risse zu verhindern, wie bei ABS und PC?
• Düsenmaterial: Falls Sie ein abrasives Verbundfilament verwenden, ist eine Düse aus gehärtetem Stahl installiert?

Schneller Materialvergleich

Material	Druckfreundlichkeit	Stärke	Flexibilität	Temperaturbeständigkeit	Kosten	Am besten geeignet für
PLA	Sehr hoch	Niedrig	Sehr niedrig	Niedrig	$	Anfänger, visuelle Modelle
PETG	Hoch	Medium	Niedrig	Medium	$$	Funktionsteile, Gehäuse
ABS	Niedrig	Medium	Niedrig	Hoch	$$	Langlebige Teile, Gehäuse
TPU	Niedrig	Niedrig	Sehr hoch	Medium	$$$	Flexible Objekte, Griffe
Standardharz	Medium	Niedrig	Sehr niedrig	Niedrig	$$$	Hochdetaillierte Miniaturen

Neue Trends im Jahr 2025

Die Materiallandschaft befindet sich im ständigen Wandel. Zwei wichtige Trends werden den Markt im Jahr 2025 prägen.

• Fokus auf Nachhaltigkeit: Es gibt deutliche Bestrebungen hin zu umweltfreundlicheren Materialien. Recycelte Filamente wie rPLA und rPETG, hergestellt aus Produktionsabfällen oder Post-Consumer-Kunststoffen, sind zunehmend verfügbar und bieten eine vergleichbare Leistung wie ihre Neuware-Pendants. Auch die Forschung an neuen, leistungsstarken Biokunststoffen schreitet weiter voran.

• Hochleistungsverbundwerkstoffe: Moderne Verbundwerkstoffe, die einst industriellen Anwendungen vorbehalten waren, werden nun auch für den Prosumer-Markt zugänglicher. Neue Rezepturen aus kohlenstoff- und glasfaserverstärkten Filamenten bieten Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse, die mit Aluminium konkurrieren können. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung leichter, extrem robuster Funktionsteile für Desktop-Computer.

Häufig gestellte Fragen

Welches Material ist am einfachsten für Anfänger geeignet?

PLA (Polymilchsäure) ist zweifellos das einfachste Material für Einsteiger. Es lässt sich bei niedrigen Temperaturen drucken, benötigt kein Heizbett, verzieht sich kaum und verzeiht auch nicht ganz perfekte Druckerkalibrierungen.

Kann ich lebensmittelechte Gegenstände mit dem 3D-Drucker herstellen?

Dies ist ein komplexes Thema. Zwar können einige Materialien wie PETG und bestimmte Nylonsorten von sich aus lebensmittelecht sein (prüfen Sie stets die Herstellerzertifizierung), doch entstehen beim FDM-Druckverfahren mikroskopisch kleine Spalten zwischen den Schichten. In diesen Spalten können sich Lebensmittelpartikel festsetzen und Bakterien ansiedeln, was die Reinigung erschwert und die Wiederverwendung des Bauteils unmöglich macht. Für den direkten Lebensmittelkontakt ist es sicherer, ein 3D-gedrucktes Bauteil zur Herstellung einer Form zu verwenden oder es mit einer zertifizierten, lebensmittelechten Beschichtung zu versehen.

Welches Material eignet sich am besten für den Außenbereich?

Das beste gängige Material für den Außenbereich ist ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat), eine UV-beständige Variante von ABS. Ist ASA nicht verfügbar, stellt PETG eine gute Alternative dar, da es eine höhere UV-Beständigkeit als PLA aufweist. PLA sollte für Außenanwendungen vermieden werden, da es sich bei Hitze verformt und unter UV-Strahlung schnell zersetzt.

Muss ich mein Filament trocknen?

Ja, bei bestimmten Materialien. Viele Filamente sind hygroskopisch, das heißt, sie ziehen Feuchtigkeit aus der Luft an. Nylon ist das bekannteste Beispiel, aber auch PETG, PC und sogar PLA sind anfällig. Beim Drucken mit „nassen“ Filamenten bilden sich Dampfblasen in der Düse, was zu Knallgeräuschen, Zischen, schlechter Schichthaftung, Fadenbildung und einem schwachen, spröden Endprodukt führt. Materialien wie Nylon und PC sollten vor der Verwendung in einem Filamenttrockner aktiv getrocknet und in einem luftdichten Behälter mit Trockenmittel aufbewahrt werden.

Schöpfen Sie das volle Potenzial Ihres Druckers aus

Die Welt der 3D-Druckmaterialien reicht weit über einfache Kunststoffe hinaus und umfasst eine vielfältige Auswahl an Filamenten, Harzen und Pulvern. Jede dieser Kategorien birgt das Potenzial, neue Funktionen für Ihren Drucker zu erschließen. Das Verständnis ihrer Eigenschaften und Anforderungen ist der wichtigste Schritt, um eine Idee in ein erfolgreiches physisches Objekt umzusetzen.

Die Materialauswahl sollte nicht erst im Nachhinein erfolgen, sondern ein integraler Bestandteil Ihres Designprozesses sein. Indem Sie Ihr Ziel definieren, die erforderlichen Eigenschaften bewerten und die Kompatibilität Ihres Druckers prüfen, können Sie über die Grundlagen hinausgehen. Wir ermutigen Sie, mit neuen Materialien zu experimentieren. Beginnen Sie mit den Anforderungen Ihres Projekts und scheuen Sie sich nicht, etwas Neues auszuprobieren. Das richtige Material macht aus Ihren Drucken funktionale Lösungen und hebt sie von einfachen Modellen auf ein neues Niveau.