PET-G was ist das?
Polyethylenterephthalat (Kurzzeichen PET) ist ein durch Polykondensation hergestellter thermoplastischer Kunststoff aus der Familie der Polyester. PET hat vielfältige Einsatzbereiche und wird unter anderem zur Herstellung von Kunststoffflaschen (PET-Flaschen), Folien und Textilfasern verwendet.
PETG (oder PET-G) ist ein mit Glycol modifiziertes PET, welches sich durch seine wässrigen Eigenschaften (Viskosität) auszeichnet. Anwendungen finden sich im Spritzguss und im FDM-3D-Druck.(Wikipedia)
PET gilt als lebensmittelecht. Das bedeutet, das es sehr widerstandfähig gegenüber, Laugen,Säuren und Fetten ist und keine schädlichen Mengen an Inhaltsstoffen auf Lebensmittel übergehen. Man könnte also Geschirr oder eben alles was in Kontakt mit Lebensmitteln kommt aus PET herstellen. Trinkflaschen bestehen daher ja auch häufig aus PET. Inwieweit das auch für PET-G gilt kann ich aber leider nicht sagen. Eigentlich ist das zugesetzte Glykol (Frostschutzmittel für das Auto, manchmal auch in gepanschtem Wein als Süße zu finden), nicht unbedingt vertrauenerweckend. Zudem ist es die Frage inwieweit die Additive (Farbpigmente) genießbar oder unlöslich sind. Aber was soll´s: Wir laufen ja auch mit Quecksilber im Mund herum (Amalgan) und machen uns da keine großen Sorgen. Bevor man PET-G jedoch für Anwendungen benutzt, die Lebensmittelechtheit erfordern, sollte man diesen Punkt zunächst einmal klären.
PET-G hat in letzter Zeit stark an Bedeutung gewonnen, da es ein guter Kompromiss zwischen dem sehr wärmeempfindlichen, aber einfach zu druckenden PLA und dem elastischeren und thermisch stabileren, aber schwieriger zu druckenden ABS, ist. PET-G zeichnet sich durch ein geringeres Schrumpfen beim Abkühlen aus (bei ABS bis zu 5%), was zu nicht zu den Problemen wie beim ABS führt, wo es bei bestimmten Bauteilgeometrien (lange dünne Strecken) zum gefürchteten Warping, also dem Ablösen von der Druckoberfläche kommt. Warping kann schon durch einen Zugluft ausgelöst werden, so dass bei ABS eigentlich ein Gehäuse fast unabdingbar ist um stabile thermische Verhältnisse zu erzielen.
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| 6 PET-G Spulen mit jeweils 250g |
PET-G wird im Internet trotzdem häufig als problematisch beschrieben, da das Material zum Oozing, also zum unbeabsichtigten Heraustropfen neigt. Zudem gibt es viele Berichte über Stringing, also die Bildung von dünnen Fäden zwischen benachbarten Bauteilen, eben durch das Auslaufen der Düsen beim verfahren der Achse. gerade an den äußeren Hüllen/Perimetern kommt es so beim Ansetzen auch zu Blobs, also kleinen Kugeln, die dort nach einer Fahrt an der Außenhülle abgesondert werden.
Vom Hersteller Devildesign aus Polen hatte ich ein Testpack PET-G der auch mittlerweile ein gutes Jahr "abgehangen" war. Da die 5 250 mm Spulen vakuumverpackt und mit einem Silka Geld ausgestattet waren, machte mir das keine Sorgen. Vorneweg - Das Filament hat das gut überstanden, Alterungsspuren durch UV Strahlung o.ä, konnte ich nicht ausmachen. Sie lagerten aber auch in einem trockenen, dunklen Keller. Mit devildesign.pl hatte ich bis heute übrigens keinen Kontakt. Das Muster wurde mir zwar zur Verfügung gestellt, aber nicht von dem Hersteller, sondern von einem Großhändler, der es heute wohl nicht mehr führt. Es ist also einfach mal ein Test, weil es mich selbst interessierte und nicht gesponsert von oder für irgendeine Firma.
Setup
Zum Einsatz als 3D Drucker kam ein noch vollkommen unbenutzter Fabrikator mini II von Hobbyking. Er stand schon fast ein Jahr in seinem Karton im Lager und musste als Ersatz herhalten, da mein "Arbeitspferd" der Prusa i3 Reworked / Selfmade nach einem harten Jahr auf seine Generalüberholung wartet....
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| Mein Prusa i3 in der Notaufnahme... |
Das war schon mal die erste Einschränkung, denn im Gegensatz zum Prusa i3 verfügt der Fabrikator mini II über einen Bowdenextruder. Seine Z-Achse ist als ungenau und sehr langsam gefürchtet, was für PET-G eigentlich schlechte Voraussetzungen sind. PET-G erschwert das 3D Drucken, da bei optimaler Drucktemperatur das Filament dazu neigt einen dünnen Faden aus der Düse laufen zu lassen (Stringing). Diese hängen dann wie Spinnweben an dem Bauteil und müssen später entfernt werden. Beim Bowdenextruder verschärft sich das Problem, aufgrund der Verzögerung des Retracts durch den Weg des Bowdenzugs.
Eine langsame Z-Achse ist deswegen von Nachteil, da man Z-Hopping (Im Slice3 so genannt) aktivieren sollte um zu vermeiden, dass Kunststoff aus der Düse läuft und die Düsen dann gegen diese unerwartete Erhöhung der Ebene beim Verfahren in X/Y Richtung stoßen kann. Das Z-Hopping bewirkt, dass nach der Beendigung eines Layers die Z-Achse etwas hochgehoben wird und erst dann zur neuen, ersten Koordinate des nächsten Layers verfährt.
Los geht´s!
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| Passt perfekt |
Diese schnuckeligen 250g Spulen haben schon etwas niedliches, sind aber ernstzunehmende gut durchkonstruierte Aufnahmen für das Filament. Und erfreulicherweise passen sie dank der 52 mm Öffnung perfekt zu dem Miniprinter. Im Gegensatz zu etlichen anderen 250g Spulen, die mir so untergekommen sind. Eine kurze Prüfung mit der Schieblehre ergab konstant gute Werte: (1,72-1,74 mm). Nach dem Abknipsen (leider) und Anspitzen des Anfangs des Filaments ging es zügig zur Sache. Bei der Drucktemperatur experimentierte ich zwischen 235°C und 250°C für den ersten Layer. Jegliche Einstellung ergab eine problemlose Haftung auf der "Art" Buildtek Druckplattform des Miniprinters. Diese liefert konstruktionsbedingt maximal 63,5°C auf dem Heated Bed, aber selbst bei 55°C lief das ohne Probleme ab. Auf einem anderen Drucker hatte ich zuvor ein PET-G Material eines anderen Herstellers getestet und der hatte überhaupt kein Heated Bed. Das ganze haftete auf einer "Art Buildtek" Oberfläche problemlos. Wer also kein Heated Bed hat, könnte sich PET-G mal zum Testen bestellen. Es könnte klappen...
Hier aber waren es wie gesagt 55°C bis 63,5°C und das war problemlos möglich. Der Druckbereich ist mit 100 x 100 mm allerdings auch vergleichsweise klein. Warping allgemein ist ja häufig ein Problem von größeren Bauteilen ab 70-80 mm Kantenlänge.
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| Problemloses Drucken, selbst mit diesem Mini |
Drucken mit dem Devildesign PET-G
Überraschenderweise gab es nicht einen einzigen Fall von Problemen mit der Haftung und nur ein leichtes Curling bzw. Warping am Ende eines sehr langen, schmalen Bauteils. Oozing, also das ungewollte Heraustropfen von flüssigem Kunststoff aus der Düse war überhaupt kein Problem, selbst bei Temperaturen um die 250 °C!
Druckergebnisse
Einstellungen: Im Repetier wurden folgende Parameter eingestellt:Filamentdruchmesser : 1,75 mm +-0
1.Layer Temp.: 235°C - 250 °C
Übrige Layer Temp: 230°C - 240 °C
Layerhöhen: 0.15mm - 0.25mm
Retract ( bei Bowden Drucker, Bowdenzug ca. 30 cm): 6 mm
Die erste Überraschung nach dem Druck war der geringe Grad an Nachbearbeitung. Entgegen meinen bisherigen Erfahrungen mit PET-G gab es fast keinerlei Stellen mit Drops (also unbeabsichtigt herabtropfender flüssiger Kunststoff, der sich dann an einer Stelle des Bauteils verfestigt und entfernt werden muss), kaum Stringing, außer dort wo man es nun wirklich auch von anderen Filamenten befürchten muss (zum Beispiel vertikale Bohrungen). Oder aber auch zwischen "Türmen", also aufragende Bereiche zwischen denen der Extruder immer hin und her pendeln muss. Legt man das Bauteil eine Viertelstunde ins Eisfach, kann man die Fäden recht einfach und sauber mit einem scharfen Messer entfernen.
Maßhaltigkeit
Hier gibt es nichts zu meckern oder zu bemängeln. Trotz ihres sehr groben Aussehens sind alle Drucke absolut exakt und maßhaltig geworden. Bei den getesteten Bauteilen kam es auf jeden Zehntel Millimeter an. Das war in jedem Fall gegeben. Verzug oder Verlaufen von Material aufgrund der hohen Temperaturen beim Drucken waren keinerlei Problem!
Der Hersteller gibt den Verzug im Gegensatz zu ABS ja auch als minimal an. Das kann ich bestätigen. Einen Schrumpffaktor braucht man hier nicht einzurechnen. Bei richtigem Setup ist das CAD Maß tatsächlich das Endmaß des Drucks.
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| Schwarzes PET-G glänzt besonders stark. Weißes kaum. |
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| Einer der wenigen Blobs in einer vertikale Bohrung |
Festigkeit, Optik, Haptik,Geruch
PET-G verhält sich ähnlich flexibel wie ABS, ist aber bei weitem nicht so hart wie zum Beispiel PLA. Der im unteren Bild jeweils in PLA Clear und PET-G schwarz gedruckte Schlüssel ist als PET-G Variante nicht benutzbar, da er bei Torsion verdreht, während der PLA fest bleibt ( bei zu großer Kraft jedoch dann bricht). Wer also sehr harte Objekte wie Zahnräder, Schrauben usw benötigt ist mit zum Beispiel PLA oder PLA HT HT als Prototypenmaterial besser beraten. Die Festigkeit kann aber durchaus mit ABS verglichen werden.
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| PLA vs PET-G |
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| Glänzt speckig, ist aber vollkommen maßhaltig (0,2mm Layerhöhe) |
Die Optik ist etwas gewöhnungsbbedürftig, da das Material auch nach dem Abkühlen und einigem Gebrauch sehr stark glänzt. Es sieht wirklich sehr "speckig" aus. Der Nachteil dieses Ölglanzes ist, dass man praktisch jeden Layer und jede minimale Fehlstelle hervorragend sieht. Man tut dem Druck dann allerdings unrecht, denn die Druckqualität war zumindest in meinem Fall erstklassig! Auf der Druckbettseite ist das Erscheinungsbild von PET-G aufgrund der rauen Oberfläche eher matt. Es besteht also die Hoffnung, dass man durch geeignete Oberflächenbearbeitung (Schleifen,Strahlen etc.) diesen öligen Plastikglanz wegbekommt - wenn man das so will. Vergleichen kann man den Glanz mit der Behandlung von ABS mit Aceton, wobei hier beim PET-G alle Konturen voll erhalten bleiben.
Die Haptik des PET-G Materials gefällt mir extrem gut! Es ist ein stabiles und dennoch leicht flexibles Material, ähnlich ABS, das durch seine ölig scheinende Oberfläche nie scharfe Ecken oder Kanten fühlen lässt, anders als beispielsweise PLA, dass ehr spröde und scharfkantig wirkt. Für Griffe und alle Teile eines Drucks die man anfasst, finde ich es sehr gut geeignet.
Der Geruch beim Drucken ist als angenehm und nicht etwa wie verbranntes Plastik empfunden worden. Nicht ganz so organisch wie PLA, aber eben auch nicht so unangenehm wie ABS. der Hersteller Devildesign bezeichnet den Geruch als "süß". Das erinnert mich daran, dass im PET-G ja Glycol beigemischt und es riecht tatsächlich ein wenig so, wie wenn man beim Auffüllen der Autokühlers etwas daneben schütte und es auf dem warmen Motor landet. Im klaten Zustand erinnert der Geruch an Fingermalfarbe für Kinder.
Die Filament Spulen
Bei den Spulen gibt sich Devildesign wirklich sehr viel Mühe. Sie sind sehr robust, absolut gerade, ordentlich beschriftet und - das ist mal durchdacht - transparent! Es finden sich mehrere Löcher zum Einhaken des Filaments. OK, Richrap hat mit seiner Standardspule das etwas eleganter gelöst. Trotzdem: Die Minispulen sind durch und durch hochwertig und geben keinen Anlass zur Klage.
Der Innendurchmesser beträgt mm, außen sind es mm. Das Bruttogewicht einer 250g Spule liegt bei g. Ein Silcapad liegt dem vakuumverschweißten Beutel bei. Auch eine kleine Karte mit den wesentlichen Druckparametern auf Englisch und Polnisch ist enthalten.
Herstellerangaben technische Daten in Original:
PET-G filament for 3D printing
Diameter of filament 1.75 mm / 2.85 mm
Dimensional tolerance of filament +/- 0.05 mm
Roundness of filament +/- 0.02 mm
Surface of the material High Gloss
Shrinkage of the material Very low
Product weight 1.0 kg net, 1.36 kg gross
Spool - material Transparent policarbonate
Weight of the empty spool ~250 g
The diameter of the spool 200 mm
Width of spool ~70 mm
Diameter of mounting hole 52 mm
Packaging Printed cardboard
Package size ~205x205x80 mm
Vacuum packing Yes
Moisture absorber Yes
Die Angaben des Herstellers können durch den Test bestätigt werden.
Suggested printing parameters:
Hotend 220-250°C
Heated bed 70-80°C
Cooling the printout Optional
Specific Density 1.23 g/cm3
Glass Transition Temperature 80°C ASTM 3418
Moisture ≤ 0.3%
Das MSDS Datenblatt der Herstellers Devildesign liefert keine Klärung hinsichtlich der Lebensmittelechtheit. Es zeigt aber auch, dass das Material gesundheitlich recht unbedenklich ist.
Kontaktdaten:
Devil Design Sp. J.
Zwirki i Wigury 65
43-190 Mikolow
Poland
Fazit
Die Probepackung des PET-G Filaments von Devildesign war für mich eine sehr große Überraschung. Die Qualität der Druckergebnisse, die Maßhaltigkeit und die Problemlosigkeit im Betrieb mit verschiedenen, getesteten Parametern hat mich überzeugt. Ich werde zukünftig viel mehr auf PET-G als alternative zu ABS setzen, wenn es um Prototyping oder schnelle Ergebnisse geht. Wichtig, wie so oft, ist die Wahl des richtigen Filaments. Bei diesem hier haben die Hersteller alles richtig gemacht. Stabile, gerade und durchdachte Spulen. Kräftige Farben und vor allem ein reines Ausgangsmaterial, mit dem man dann auch vernünftig arbeiten kann. Das PET-G von anderen Quellen, mit dem ich bisherige Tests durchgeführt habe, war immer sehr "zickig". Stundenlang mussten die Druckparameter angepasst und nachgeführt werden. Trotzdem kam ich um das Stringing nie herum. PET-G ist also nicht gleich PET-G! Je nachdem, ob ein Hersteller auch recycelten Kunststoff verwendet und welche Additive er einsetzt und unter welchen Bedingungen dann das Filament letztlich gefertigt wird, kann es beim Anwender dann zu Problemen kommen oder - wie hier - eben nicht.
Das Devildesign PET-G ist nach diesen Tests als absolut genügsam und einsteigertauglich zu bezeichnen. Es ist eine unkomplizierte Alternative zu ABS und PLA. Die im Internet manchmal anzutreffenden Probleme kann ich nicht nachvollziehen. Vielleicht war es minderwertiges Filament, vielleicht ist auch der Drucker einfach nicht der Beste oder die Parameter sind total daneben. Ich kann nur mit dem Ergebnis für mich schließen, dass PET-G ab sofort zu meinem Standard Filament Sortiment gehören wird, da es problemlos zu drucken war und sehr ansprechende Ergebnisse geliefert hat.
Weitere Fragen zum Material zum Test oder zum Text? Wie ist die Lesbarkeit auf eurem Handy? Ich kontrolliere zwar, schreibe aber eigentlich mit und für den PC. Schreibt es mir einfach in die Kommentare und ich versuche es zu klären!
