Wärmeleitendes Filament für 3D Druck?

Häh? Ich will ja nicht das Metall aufschmelzen, ich will nach wie vor 
Kunststoff aufschmelzen, nur dass in diesen Metallpartikel eingebettet 
sind, so wie in Woodfilament Holzpartikel.

Dem Problem der größeren Wärmekapazität könnte man mit einer reduzierten 
Druckgeschwindigkeit begegnen.

> Vielleicht ein ABS mit Alu- oder Kupferteilchenfüllung?

Du kannst dir problemlos Filament mit Kupfer oder anderen Metallpulvern 
drin kaufen. Die sind dann deutlich schwerer und deutlich teurer. Ob sie 
aber tatsaechlich besser die Waerme leiten kann ich nicht sagen. 
Schliesslich ist da immer noch eine Menge Kunststoff dabei das den 
direkten Kontakt der Metallpartikel verhindert. Daher wuerde ich da 
erstmal nicht zuviel erwarten.

> Rein logisch halte ich das für unmöglich. Die bessere Wärmeleitung geht
> ja auch mit größerer Wärmekapazität einher, so dass die Temperaturen zum
> Extrudieren mit Sicherheit viel größer werden müssten.

Das ist natuerlich totaler Quatsch. Die thermische Masse ist hoeher und 
damit braucht man eine andere Energiemenge. Aber das heisst nicht 
unbedingt das heisser gedruckt werden muss.

Nachteil soll wohl sein das die Duesen sich abnuetzen weil das Metall 
natuerlich abrasiv ist.

Olaf

Olaf schrieb:
> Du kannst dir problemlos Filament mit Kupfer oder anderen Metallpulvern
> drin kaufen.

Hast Du dafür eine Quelle oder einen Suchbegriff? Ich komme wie gesagt 
immer nur auf alu- oder kupferfarbenen Kunststoff.

Das mit der Wärmeleitfähigkeit würde ich dann mal ausprobieren. Dass man 
dabei möglichst massiv drucken muss ist klar.

Die Druckköpfe der normalen 3D-Filamentdrucker sind darauf ausgelegt, 
daß das Filament eine möglichst kleine Wärmeleitfähigkeit hat. Das 
Material soll möglichst bis zur Düse kalt und steif bleiben, sonst 
funktioniert die Dosierung nicht. Die Hersteller treiben nicht hne Grund 
den Aufwand mit den passend geformten Kühlkörpern und Tefloneinsätzen 
als Heatstop.

Hallo

muss das sein?: "Das ist natuerlich totaler Quatsch"

insbesondere weil deine deine nachfolgende Erklärung dazu wohl richtig, 
vor allem aber freundlich korrekt ist.

Nur als Vorschlag:

"Da hast du leider unrecht..."
"Das sehe ich anders..."
"Physikalisch ist es aber so das..."

oder halt ähnlich.

"Natürlich" klingt hier wie ein verbaler Faustschlag - und beinhaltet 
den indirekten Vorwurf "Wie blöd bist du denn?"

"Quatsch" -  Disqualifiziert die Idee und Vorstellung des TO mit einen 
indirekten aber klar erkennbaren persönlichen Vorwurf

Nein so darf ein miteinander in einen öffentlich Forum und somit fremdem 
nicht sein.
Wenn du so mit deinen Kumpel, Vater, Mutter, guten Arbeitskollegen... 
sprichst der dich genau kennt und du auch mit schroffen Worten auskommst 
- es also klar ist wie es gemeint ist und eben dort keine beleidigender 
Vorwurf ist, dann ist das vollkommen o.K. - Das ist bei mir auf der 
Arbeit auch oft nicht anders.

Respektvoller Umgang, auch in der Onlinewelt gehört dazu, vor allem hier 
in diesen Fall wo der TO freundlich und ohne jede trollerei seine Frage 
gestellt hat.

Nicht Olaf

Könnt ihr den letzten Aspekt bitte im Soziologenforum weiter 
diskutieren? Danke.

Ich hab jetzt unter dem Begriff Copperfill PLA Filament mit 20% Cu 
Anteil gefunden. Teuer, aber die geplanten Teile werden auch nicht 
gross.

Mal sehen, wie sich das macht.

Bei 20% Kupferfüllung hast du schon mal ne EMV Abschirmung drin. :-)

Ey Ihr Spezialisten...

Ihr wisst schon, dass PLA bei 40°C weich wird? Für Kühlkörper also eher 
ungeeignet.


Wärmeleitfähigkeit hat mit der Wärmekapazität übrigens nichts zu tun.
Ganz im Gegenteil, Kunststoffe haben eine sehr geringere 
Wärmeleitfähigkeit aber recht hohe Wärmekapazität.

Beim 3D-Druck relativiert sich das durch die höhere Dichte der Metalle 
etwas. im Extruder ist vor allem die volumetrische Wärmekapazität der 
Materialien interessant, da ist Metall dann tatsächlich leicht im 
Nachteil.
Sollte aber mit leicht reduzierter Geschwindigkeit kein Problem sein.

Hat das hochgefüllte Kupferfilament mit 80% Cu schon jemand mal 
getestet? Ist ja wirklich mega teuer!

Maschinenbauer schrieb:
> Ihr wisst schon, dass PLA bei 40°C weich wird?

"Weich" ist relativ, auf einem 60°C Druckbett wird das Zeug schließlich 
auch fest.

Wenn es meine LED auf unter 60°C halten kann hab ich viel gewonnen und 
eine Möglichkeit, LED an Stellen einzusetzen, an denen das bisher nur 
mit hohem Fertigungsaufwand und damit hohen Kosten verbunden war.

> Sollte aber mit leicht reduzierter Geschwindigkeit kein Problem sein.

Die Temperatur der Duese ist ja geregelt. Von daher hat die notwendige 
Temperatur nicht direkt etwas mit dem Material zutun. Allerdings wird 
natuerlich mit Kupfer gefuelltes PLA generell etwas andere 
Druckparameter haben. Daher wird man dafuer sicher eine etwas andere 
Temperatur und etwas andere Geschwindigkeiten brauchen weil einfach die 
Prozessparameter anders sind. Insbesondere auch deshalb weil ein 
Kuehlkoerper nur Sinn macht wenn man ihn 100% druckt.

> "Weich" ist relativ, auf einem 60°C Druckbett wird das Zeug schließlich
> auch fest.

Naja, der Einwand ist schon nicht ganz unberechtigt. 60Grad ist ja fuer 
PLA wirklich schon die Grenze. Und man wird in dem Material sicher auch 
noch einen Temperaturgradienten haben. Es nuetzt dann wenig wenn du 
irgendwo am Kuehlkoerper 55Grad hast, aber direkt unter dem 
angeschraubten TO220 sind es 65Grad.

Allzu viel Sinn sehe ich darin also auch nicht. Die Materialien sind 
eher dafuer gedacht das man sich eine kupferne Blumenvase oder sowas 
drucken kann. Und bezueglich EMV wuerde ich mir da auch keine Wirkung 
versprechen weil ich nicht denke das sich die Kupferpartikel direkt 
beruehren.

Vermutlich kommt man wesentlich weiter wenn man sich einen geschickten 
Luftweg druckt und daran einen kleinen Luefter anbaut und so kalte Luft 
von aussen direkt auf sein Bauteil pustet.

Olaf

Junge, junge...

Karl schrieb:
> "Weich" ist relativ, auf einem 60°C Druckbett wird das Zeug schließlich
> auch fest.

Hast du schonmal ein dünnes Teil vom Druckbett abgezogen? Das hat eine 
Konsistenz wie Kaugummi.

Damit du irgendwie Wärme in deinen Kühlkörper übertragen kannst, 
brauchst du DRUCK in der Kontaktfläche. Der PLA-Kühlkörper wird einfach 
wegfließen, bis der komplette Anpressdruck weg ist.

Olaf schrieb:
> Die Temperatur der Duese ist ja geregelt. Von daher hat die notwendige
> Temperatur nicht direkt etwas mit dem Material zutun.

Die Temperatur des Heizblocks ist geregelt. Wenn du nun Material mit 
höherer Wärmekapazität mit gleichem Volumenstrom (==gleiche 
Druckgeschwindigkeit) durchschickst, ist der Wärmestrom vom Heizelement 
zur Düse größer.
Durch den thermischen Widerstand Heizblock => Düse => Material ergibt 
sich bei höherem Wärmestrom und gleicher Heizelementtemperatur eine 
geringere Temperatur im Material.
Deswegen Geschwindigkeit reduzieren oder Temperatur erhöhen. Simple 
Physik, die sich so auch in der Realität bestätigt.

Ich will die Idee jetzt nicht mieß machen, sorry, wenn das so 
rüberkommt.
Ganz im Gegenteil, Experimentieren finde ich super! Aber das wird halt 
nur schwer funktionieren und die 70€ für des Material kann man sicher 
besser investieren.

Wenn der Kühlkörper nicht zu groß ist, kannst du den für 70€ locker bei 
Shapeways drucken lassen: https://www.shapeways.com/materials/aluminum
Ein gesinterter aus Aluminium ist sicher besser als ein FDM-Gedruckter 
aus Kupfer-PLA, wird also auch kleiner und leichter.

Maschinenbauer schrieb:
> Wenn der Kühlkörper nicht zu groß ist, kannst du den für 70€ locker bei
> Shapeways drucken lassen

Ja dumm nur, dass ich durchaus mehrere brauche, und mit den Formen 
experimentieren muss und verschiedene Varianten habe.

Ich hab das auch schon für Fräsen durchgespielt. Nur wenn Du hier zu 
einem Fertiger gehst und sagst: Mach mir mal davon 5 Stück und davon 5 
Stück ist es ziemlich egal, wie groß die sind: Du musst auf jeden Fall 
viel Geld mitbringen - und ewig warten.

Maschinenbauer schrieb:
> Hast du schonmal ein dünnes Teil vom Druckbett abgezogen? Das hat eine
> Konsistenz wie Kaugummi.

Ich weiss ja nicht, was Du für Zeugs druckst, aber wenn ich was vom 
Druckbett gelöst habe, hatte das bisher eher nie die Konsistenz von 
Kaugummi.

Beachtet bitte auch, dass es zu 80 Gewichts% aus Kupfer besteht. Bei 
einer Dichte von 1,3 für PLA und knapp 9 für Kupfer ist volumetrisch das 
meiste PLA. Daher dürfte die Wärmeleitfähigkeit nicht viel besser als 
reines PLA sein, da ist zuviel "Plastik" zwischen den Metallpartikeln...

Karl schrieb:
> Ja dumm nur, dass ich durchaus mehrere brauche, und mit den Formen
> experimentieren muss und verschiedene Varianten habe.

Ja dann go for it. Viel Glück.
Bedenke bitte, dass du bisschen was an Filament brauchen wirst, bis 
brauchbare Drucke dabei rauskommen. Bedenke ausserdem, dass ein 
Kühlkörper aus PLA/Cu VIEL größer und massiver sein muss, als ein 
gesinterter aus reinem AL. Materialpreis ist also nicht direkt 
vergleichbar.

Karl schrieb:
> Ich weiss ja nicht, was Du für Zeugs druckst, aber wenn ich was vom
> Druckbett gelöst habe, hatte das bisher eher nie die Konsistenz von
> Kaugummi.

Druck mal ein Bauteil aus PLA auf 70°C Druckbett und ziehe das Bauteil 
nach den ersten paar Lagen ab. Wenn das nicht Teigig ist, ist deine 
Temperaturregelung falsch.

Füllgrad schrieb:
> Beachtet bitte auch, dass es zu 80 Gewichts% aus Kupfer besteht. Bei
> einer Dichte von 1,3 für PLA und knapp 9 für Kupfer ist volumetrisch das
> meiste PLA. Daher dürfte die Wärmeleitfähigkeit nicht viel besser als
> reines PLA sein, da ist zuviel "Plastik" zwischen den Metallpartikeln...

This!