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Für den 3D-Druck werden Materialien mit bestimmten Eigenschaften benötigt, von denen einige jedoch auch schädlich sein können. Wie sieht es mit PCTG aus?
Was ist PCTG?
PCTGist die Abkürzung für Polycyclohexylendimethylenterephthalat, eine chemische Verbindung aus der Gruppe der thermoplastischen Polyester. Es wird hauptsächlich für die Herstellung von Filamenten für 3D-Drucker verwendet und erinnert in seiner Struktur weitgehend an PET und PET-G – Polyethylenterephthalat. PCTG wird aus Terephthalsäure, die unter anderem auch bei der Herstellung von Polyesterfasern und Farbstoffen verwendet wird, und CHDM, einem Gemisch organischer Verbindungen, das zum Beispiel bei der Herstellung von Polyesterharz eingesetzt wird, hergestellt.
Wie PET zeichnet sich PCTG durch seine Chemikalienbeständigkeit und seine hohe Form- und Größenstabilität aus. Sein Schmelzpunkt liegt jedoch mit 285°C etwas höher (bei PET – 260°C). Dabei ist zu beachten, dass sich die Materialeigenschaften bereits bei niedrigeren Temperaturen verändern können, PCTG aber trotzdem eine höhere Temperaturbeständigkeit als PET-G aufweisen kann.
PCTG - ein besserer Ersatz für PET-G?
Obwohl PCTG relativ neu auf dem Markt ist, hat es bereits eine beträchtliche Anzahl von Befürwortern gefunden, die es für eine noch bessere Lösung halten als das sehr beliebte PET-G. Neben den bereits erwähnten Unterschieden beim Schmelzpunkt gibt es noch einige weitere Vorteile, die PCTG von seinem etwas älteren Konkurrenten unterscheiden. Hervorzuheben ist vor allem die deutlich höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen und anderen mechanischen Beschädigungen: für PET-G liegen die Testergebnisse bei5-8 kJ/m2, für PCTG bei bis zu 90 kJ/m2. Dieser große Unterschied ist auf die größere Elastizität des Materials zurückzuführen, die es ihm ermöglicht, Stöße und Schläge besser zu absorbieren. Die Temperaturbeständigkeit erreicht jedoch bei fertigen Objekten 76°C (bei PET-G – ca. 70°C).
Wo kann PCTG eingesetzt werden?
Das Hauptanwendungsgebiet von PCTG ist, wie bei PET-G, die Herstellung von Filament für 3D-Drucker. Die Eigenschaften der beiden Materialien wirken sich jedoch auch auf einige Unterschiede bei der Verwendung aus. Das PCTG leistet vor allem dort gute Dienste, wo Vibrationen zu erwarten sind – auch mit relativ hoher Intensität. Der verbesserte Wärmewiderstand bedeutet außerdem, dass es problemlos in Bereichen mit höheren Temperaturen eingesetzt werden kann.
Zwar ist der Grenzwert in dieser Hinsicht nur um wenige Grad höher, aber schon ein solcher Unterschied ermöglicht es, die Einsatzmöglichkeiten des Filaments zu erweitern.
Weitere wissenswerte PCTG-Eigenschaften
Die wichtigsten Eigenschaften von PCTG in Bezug auf die Temperatur und ihre Auswirkungen auf das Material lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Drucktemperatur – bis zu 270°C;
- Hitzebeständigkeit – bis zu 76°C;
- Empfohlene Temperatur und Trocknungszeit – 60°C für 4 Stunden;
- empfohlene Tischtemperatur – 90-110°C.
Aber das ist noch nicht alles – erwähnenswert ist u. a. auch die Transparenz des Materials. Es ist etwas transparenter als PET-G, was bei der Erstellung von 3D-Designs einen deutlichen Unterschied ausmachen kann. Dies ist auf die etwas geringere Dichte des Materials zurückzuführen, die unter anderem bei der Herstellung von Abdeckungen für LED-Lampen wichtig ist. Das Material ist geruchsneutral – bei der Verarbeitung werden keine unangenehmen Gerüche freigesetzt.
Ist PCTG schädlich?
Die Verwendung von Kunststoffen – insbesondere im Zusammenhang mit der Arbeit bei hohen Temperaturen – wirft für den Benutzer oft einige Sicherheitsbedenken auf. Sind diese im Falle von PCTG gerechtfertigt? Das Material hat in der Tat eine gewisse Toxizität, aber diese ist viel geringer als bei anderen Kunststoffen – insbesondere bei Monomeren. Darüber hinaus ist die Schädlichkeit geringer als die von PET-G und anderen gängigen Filamenten. Die mit PCTG hergestellten Produkte sind frei von Bisphenol A und eignen sich daher auch für Gegenstände, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen.
PCTG und Einfachheit des Druckens
Ein weiterer Vorteil des PCTG ist, dass er sich leicht drucken lässt. Geräte, die mit diesem Filament arbeiten, benötigen keine geschlossene Kammer und sind daher auch für einen unerfahrenen Benutzer viel einfacher zu bedienen. Auch Temperaturschwankungen auf der bedruckten Oberfläche müssen nicht befürchtet werden, da das Material aufgrund seiner geringen Verarbeitungsschrumpfung resistent gegen solche Veränderungen ist.
Druckparameter mit PCTG-Filament
Um alle Möglichkeiten dieses Materials ausschöpfen zu können, muss für die richtigen Druckbedingungen gesorgt werden. Dabei spielt unter anderem die bereits erwähnte Temperatur eine wichtige Rolle – darüber hinaus lohnt es sich, auch auf die Luftzufuhr zu achten. Sie sollte zwischen 0 % und 25 % liegen. Die empfohlene Druckgeschwindigkeit beträgt dagegenbis zu 100 mm/s, mit einer Rückzugsgeschwindigkeit von 10 bis 30 mm/s.
Verwendung von PCTG in der Industrie
3D-Druck wird in professionellen und industriellen Anwendungen immer beliebter – so auch bei der Herstellung von Objekten mit PCTG-Material. Aufgrund seiner hohen Festigkeit, Schlagzähigkeit und leichten Bedruckbarkeit wird es unter anderem für die Herstellung von Ersatzteilen für verschiedene Maschinenarten verwendet.
PCTG-Bauteile sind auch im Automobilsektor zu finden, wo sie beispielsweise für Komponentengehäuse, Lufteinlässe, Flüssigkeitseinlässe und verschiedene Zubehörteile, die eine präzise Formgebung erfordern, verwendet werden. Außerdem ist es ein recht leichtes Material, was es auch bei Herstellern von Sportzubehör beliebt macht. Außerdem ist PCTG vollständig recycelbar.
PCTG-Material - Zusammenfassung
PCTG ist ein Kunststoff mit einer Reihe von vorteilhaften Eigenschaften, die sich vor allem auf seine chemische Beständigkeit und hohe Formstabilität beziehen. Dies macht ihn zu einer zunehmend verbreiteten Lösung auf dem 3D-Druckmarkt. Da keine geschlossene Kammer erforderlich ist, kann PCTG sogar in einem 3D-Drucker zu Hause verwendet werden. Hervorzuheben ist auch die geringe Toxizität – trotzdem ist beim Umgang mit Kunststoffen immer entsprechende Vorsicht geboten. PCTG ist ein vielseitiges, haltbares und sicheres Material, das sich für eine Vielzahl von 3D-Druckprojekten eignet.
