PP

Auch als Polypropylen bezeichnet

Polypropylen (PP) hat sich im 3D-Druck als leichtes, erschöpfungsbeständiges Thermoplast einen Namen gemacht, das sich ideal für funktionale Prototypen und Serienteile eignet. Bekannt aus Haushaltsgegenständen wie Aufbewahrungsbehältern und Automobilkomponenten, kombiniert PP Flexibilität, chemische Beständigkeit und Haltbarkeit, wodurch es eine herausragende Wahl für Anwendungen ist, die wiederholte Belastung oder Kontakt mit rauen Umgebungen erfordern.

Was ist Polypropylen?

Polypropylen ist ein teilkristallines Thermoplast, das für sein Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Flexibilität geschätzt wird. Seine hydrophobe Natur, geringe Dichte und Beständigkeit gegen Ermüdung machen es zum bevorzugten Material für lebende Scharniere, Schnappverbindungen und leichte Bauteile. Wichtige Eigenschaften sind:

• Chemikalienbeständigkeit: Widersteht Säuren, Laugen und Lösungsmitteln, ideal für den medizinischen und automobilen Einsatz.

• Ermüdungsbeständigkeit: Hält wiederholtem Biegen stand, ohne zu reißen (z. B. Flaschendeckel, Scharniere).

• Geringe Dichte: Leicht und dennoch langlebig, geeignet für gewichtsempfindliche Branchen wie die Luft- und Raumfahrt.

• Wasserabweisung: Hydrophobe Eigenschaften verhindern Wasseraufnahme und reduzieren den Bedarf an Trocknung nach dem Druck.

Drucken mit Polypropylen: Strategien für den Erfolg

PPs teilkristalline Struktur und die Neigung zum Verziehen erfordern präzise Temperaturkontrolle und Haftungsstrategien.

Optimale Einstellungen

• Düsentemperatur: 210–280°C (je nach Formulierung; reines PP: 210–230°C, Verbundwerkstoffe: 250–280°C).

• Betttemperatur: 50–80°C (beheiztes Bett ist entscheidend für die Haftung).

• Druckgeschwindigkeit: 30–50 mm/s (langsamere Geschwindigkeiten verbessern die Schichtbindung).

• Haftungs-Lösungen: Magigoo PP Klebstoff, PEI-Platten oder Malerkrepp mit Klebestift. Das Anbringen von Karton auf der Bauplatte kann bei sehr hartnäckigen PP-Drucken helfen.

• Gehäuse: Empfohlen für Umgebungstemperaturen unter 70°C, um Verzug und Rissbildung zu verhindern.

Materialvorbereitung

• Trocknung: Filament vorheizen bei 70°C für 4–6 Stunden, um feuchtigkeitsbedingte Fehler zu minimieren.

• Lagerung: In luftdichten Behältern mit Trockenmittel aufbewahren, um die Druckqualität zu erhalten.

Häufige Herausforderungen

• Verzug: Wird durch geschlossene Drucker, Brims (25–35 mm) oder Rafts bei großen Drucken gemindert.

• Schichthaftung: Höhere Düsentemperaturen (bis zu 280°C bei Verbundwerkstoffen) verbessern die Haftung zwischen den Schichten.

• Fädenziehen: Rückzug feinjustieren (1–2 mm bei 20–30 mm/s), um Nachfluss zu reduzieren.

Vorteile von Polypropylen

1. Ermüdungsbeständigkeit: Hervorragend geeignet für Anwendungen mit wiederholter Bewegung (z. B. lebende Scharniere, Schnappverbindungen).

2. Chemische Beständigkeit: Widersteht Abbau durch Öle, Kraftstoffe und Reinigungsmittel.

3. Leichtgewichtig: Geringe Dichte (0,9 g/cm³) reduziert das Bauteilgewicht, ohne die Festigkeit zu opfern.

4. Hydrophobie: Minimale Feuchtigkeitsaufnahme im Vergleich zu Nylon oder PETG.

5. Kosteneffektiv: Preisgünstige Alternative zu Hochleistungspolymeren wie PEI oder PEEK.

Einschränkungen von Polypropylen

1. Verzug: Neigt ohne beheizte Gehäuse oder stabile Umgebungstemperaturen zu Schrumpfung.

2. Oberflächenfinish: Glatte Oberfläche, die für hochglänzende Optik Nachbearbeitung (z. B. Dampfpolieren) erfordern kann.

3. Druckkomplexität: Erfordert präzise Temperaturkontrolle und Haftungslösungen.

4. Eingeschränkte Lebensmittelsicherheit: Nicht geeignet für kulinarische Anwendungen ohne Zertifizierung.

Anwendungsbereiche von Polypropylen

• Automobilbereich: Stoßfänger, Innenverkleidung und Flüssigkeitsbehälter.

• Medizin: Sterilisationsbehälter, IV-Komponenten und nicht implantierbare Geräte.

• Konsumgüter: Klappbare Behälter, Spielzeug und Haushaltsarmaturen.

• Industrie: Chemikalienbeständige Rohrleitungen, Förderbandkomponenten und Schnappvorrichtungen.

• Luft- und Raumfahrt: Leichte Luftkanäle und nicht-strukturelle Kabinenbauteile.

Polypropylen-Varianten

1. Reines PP (SLS): Natürliches Weiß mit hoher Chemikalienbeständigkeit (z. B. Protolabs’ Polypropylene Natural).

2. PP-ähnliche Harze: Transluzente SLA-Materialien (z. B. Somos 9120), die PPs Flexibilität nachahmen.

3. Carbon FPU 50: Ultra-flexibles Harz mit 200% Dehnung für funktionale Prototypen.