Versuch Kaltflussverhalten von 3D- Druckfilamenten

  • Hallo Leute,


    ich habe es hier schon mal angedeutet, dass ich mal so einen Versuch starten möchte:


    Leider hat sich das immer wieder verschoben. Jetzt geht es aber los.


    Mein Ziel ist es, verschiedene Filamente im Kaltflussverhalten zu vergleichen. Also, wie verformt sich ein Teil über die Zeit bleibend, wenn es bei Raumtemperatur mit einer kosntanten Kraft belastet wird.


    Prüfablauf:

    • Es wird ein federnder Prüfkörper mit 2 Laschen zum besseren Messen verwendet (Druckzeit bei mir 44min)
    • Der Abstand der Laschen wird vermessen (l0 =30mm)
    • Der Prüfkörper wird von unten an eine Stange geschraubt und dann unten über ein Seil mit 2500g Splitt gezogen (wird vieleicht noch durch 2,5l "Pfand"flaschen mit Wasser ersetzt).
    • Die elastische Längenänderung wird gemessen (Vergleichwert)
    • Alle 24h wird das Gewicht abgenommen und der Laschenabstand gemessen (+die Raumtemperatur) => Bleibende Verformung DL.
    • Das wir 7 Tage lang gemacht (willkürlich festgelgt kraft meiner Eigenmächtigkeit).
    • Danach werte ich die Längenänderung DL und die relative Längenänderung DL/l0 aus.
    • Je kleiner die sind, desto besser der Wert bei dem Filament


    Mein "Prüfstand" hat Platz für 8 Proben gleichzeitig.


    Momentan mache ich erstmal einen Test mit einer PLA (NX2) Probe. Die hat nun nach 3 Tagen eine bleibende Verformung von 3,6mm (12%).


    Wenn alles gut geht und der Versuch funktioniert, habe ich folgende Messungen vor (je 2 Prüfkörper):

    • Extrudr PLA NX2 getempert und ungetempert
    • Extrudr PLA NX1 getempert und ungetempert
    • Extrudr GreenTec Pro getempert und ungetempert
    • Extrudr TPU Hard
    • Extrudr PETG

    (Nein, ich bin nicht von Extrudr gekauft oder gesponsert :P , ich verdrucke nur gerne deren Zeug)


    Ich halte euch über die Ergebnisse auf dem Laufenden.


    Macht der Test aus euerer Sicht so Sinn?

    Soll ich mal auch die STL des Prüfkörpers hier rein stellen?

  • Macht der Test aus euerer Sicht so Sinn?

    Soll ich mal auch die STL des Prüfkörpers hier rein stellen?


    Yeeeah, endlich gehts los :thumbup: .

    STL ja bitte und Sinn - für mich tut es so.

    XPETG wäre für mich interessant (verdrucke ich viel), da könnte man mal gucken, ob es zum normalen PETG Unterschiede gibt. Muss aber nicht, wenn es Umstände macht..


    Ansonsten, freue mich über die Testreihen, DANKE

    Prusa i3 MK3S+ // Creality Ender-3 S1 PRO // AtomStack Cambrian Pro // Sovol SV06

    Suche: Bigtreetech BTT002 V1.0

  • Die Testserie lässt sich natürlich noch beliebig ausbauen. Neben der Zugbelastung gibt es natürlich noch die Druckbelastung und auch die Scherbelastung ;)


    Ich werde mich mal mit PLA+ von GST3D.EU und Profil ASA von 3DPrinterstore.ch der Testserie anschliessen.

    Sidewinder X1, FlashForge Guider IIs, FlashPrint, (Cura), Raise3D E2, IdeaMaker, Fusion 360

    Edited once, last by raimondovincenti ().

  • Wäre nicht auch ein parallel laufender Versuch mit dem gleichen Objekt und rechtwinklig zum Zug verlaufenden Druckbahnen interessant?

    Schwierig. Ich weiß nicht, ob bei dem Probekörper die Layerhaftung gut genug ist, um dieses Belastung mitzumachen. Außerdem werden die Überhänge schwierig.


    Momentan kann ich leider nur Materialien Testen, die ich selbst habe. Sonst wird der Versuch zu teuer. Ich habe aber gerade, in einem Moment der Schwäche, das Cyberweekangebot von Extrudr genutzt und XPETG Carbon und eine 0,6er Düse aus gehärtetem Stahl gekauft.


    Ich denke so kann ich aber schon recht viel Abdecken:

    - Unterschiede PETG, PLA, Green Tec Pro

    - Einfluss von Kurzfasern

    - Einfluss von sehr steifen spröden PLA (NX1) und einem eher biegsamen PLA (NX2)

  • Schwierig. Ich weiß nicht, ob bei dem Probekörper die Layerhaftung gut genug ist, um dieses Belastung mitzumachen. Außerdem werden die Überhänge schwierig.

    Dem würde ich zustimmen. Ich werde neben der Zugbelastung noch einen Test mit Druckbelastung und eventuell noch eine Scherbelastung mit maximal 1 Kg oder weniger machen


    Der Zugtest, wie im Eingangspost beschrieben ist aus meiner Sicht schon aussagekräftiger Test zur plastischen Verformung.

    Sidewinder X1, FlashForge Guider IIs, FlashPrint, (Cura), Raise3D E2, IdeaMaker, Fusion 360

  • So. Ich habe jetzt die ersten 7 Proben seit einem Tag laufen.

    Die erste Überraschung hat sich schon ergeben:

    Die mit GT benannten Proben wurden ca. 1h bei 90°C getempert. So wie es aussieht, verringert das den Kaltfluss erheblich. Hätte ich so extrem nicht erwartet.


    Ich halte euch auf dem Laufenden. Wird sich allerdings etwas ziehen, da meine geplanten Versuche nun mindestens 3 Wochen dauern.


    PS.:

    Der Probekörper lässt sich übrigens auch mit Druck belasten:

    Ich werde vieleicht im Nachhinein da auch noch einige Versuche machen.

    Das Teil auf dem Bild ist übrigens daher so verzogen, weil es schon eine Woche in der Zugprüfung war und daher schon sehr gedehnt war.

  • Danke für die ersten Ergebnisse!

    Schade, dass du nicht mit PETG begonnen hast, aber ich kann warten.

    PLA interessiert ja nur für Weihnachtsmänner, nichts was halten muss ;) .

    Prusa i3 MK3S+ // Creality Ender-3 S1 PRO // AtomStack Cambrian Pro // Sovol SV06

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  • PLA interessiert ja nur für Weihnachtsmänner, nichts was halten muss

    Ich hab PLA Sachen im Ausseneinsatz auf dem Balkon, die halten schon seit Jahren ausserordentlich gut durch. Und ich drucke immer nur Dinge mit Funktion, keinerlei Deko.

    Gruss Alex


    Mein Drucker ist ein Anycubic Mega X, mein Slicer ist Ultimaker Cura und mit Tinkercad erstelle ich meine Konstruktionen. Gedruckt wird inzwischen über einen Raspi 4, auf dem Octoprint läuft.

  • Die Testteile in ASA hab ich gedruckt. Ich weiss noch nicht wann ich die Testserie beginnen kann, da ich jeden Tag einmal messen muss.

    Den Drucktest machst Du dann mit 2.5 Kg oder mit der Schraube?

    Sidewinder X1, FlashForge Guider IIs, FlashPrint, (Cura), Raise3D E2, IdeaMaker, Fusion 360

  • Den Drucktest werde ich vermutlich mit der Schraube machen. Eine Kraft aufzubringen wäre da aufwendiger. Den Drucktest möchte ich auch nur machen, um Kurzzeit unter Temperatur Testen zu können. Eigentlich sind ja beide Tests keine Drucktest oder Zugtests. Im Endeffekt sind beides Komplexe Biegebanspruchungen der Federkontur.


    DIYLAB

    PETG und GreenTecPro kommen am Samstag dran ;-). Ich verwende aber mittlerweile auch PLA für geringbelastetete mechanische Teile. Das ist übrigens mit ein Grund warum ich den Test mache. Mir sind bisher nur selten Teile durch Bruch kaputt gegangen. Meist war die bleibende Verformung ein Problem. Deswegen möchte ich raus finden, was das das Optimum ist. Bin schon sehr auf die Kohlefasermaterialien gespannt.

  • DIYLAB

    PETG und GreenTecPro kommen am Samstag dran ;-).


    Vielen Dank dafür, freue mich!


    Was das PLA für belastbare Teile angeht, auch wenn jetzt schon zwei User hier es so machen - wenn es für euch passt, ist das absolut ok, daraus brauchen wir keine Diskussion zu machen :thumbup: .

    Prusa i3 MK3S+ // Creality Ender-3 S1 PRO // AtomStack Cambrian Pro // Sovol SV06

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  • Ich hab noch eine etwas ePA-CF, da erwarte ich dass die Kaltverformung eher schlechter ist als bei ASA.

    Wenn ich die Gehärtete Düse wieder im Drucker habe, werde ich das auch Testen. Aber aktuell weiss ich nicht, ob ich die nächsten Tage zuhause bin - bei mir wird es eventuell etwas dauern.

    Sidewinder X1, FlashForge Guider IIs, FlashPrint, (Cura), Raise3D E2, IdeaMaker, Fusion 360

  • So. Hier kommen die ersten Ergebnisse für PLA und die haben mich sehr überascht.


    Getestete Materialien:

    • Extrudr PLA NX1: Ein sehr steifes und sprödes Material
    • Extrudr PLA NX2: Weitaus weniger steif und spröde

    Zustand:

    • Nur gedruckt
    • Getempert: 1h bei 90 °C in einem Salzbett beschwert mit einer Glasschale, danach über Nacht im Ofen abkühlen lassen.


    Beim Tempern hat sich NX1 relativ stark verformt, so dass die Kontur stark gerundet war. NX2 hat sich nur gering verformt (Siehe Bilder: rechts NX1 nach Tempern, mite Nicht getempertes Teil (Green TexPro), rechts NX2)


    Hier nun die Ergebnisse:


    Gemessen wir immer der Abstand der Lippen. Die angegebenen Werten sind immer die Verlängerung bezogen auf die Ausgangslänge.

    elastisch = Längenänderung unter 2,5kg Last direkt am Anfang der Messreiehe gemessen

    plastisch 7 Tage = Längenänderung nach 7 Tage ohne Last gemessen (10 min nach der Entlastung).


    • Das Tempern vermindert den Kaltfluss extrem.
    • Bei den getemperten Teilen wird der Kaltfluss über die Zeit nicht wesentlich stärker (man hat nach einem Tag eine bleibende Dehnung die sich kaum noch ändert.
    • Die Elastizität nimmt bei NX1 durch das Tempern startk ab, bei NX2 nur wenig.

    Ich hatte zwar erwartet, dass das Tempern einen Einfluss hat, bin aber ziemlich platt wie groß der ist. Ich denke, ich werde in Zukunft das Tempern mal öfter einsetzten.

    Ich finde NX2 hier das bessere Material, obwohl es etwas mehr fließt. Zum einen verzeiht es sich beim Tempern nur sehr gering, zum anderen bleibt es nach dem Tempern elastisch.


    Soviel zu den ersten Ergebnissen. PETG und GreenTec Pro hängt schon in der Vorrichtung. Nächsten Samstag kommen also die nächsten Ergebnisse. Ich bin schon ziemlich gespannt was es noch an Überaschungen geben wird.


    PS.: Die Rohdaten aus den Messungen habe ich in einer Google Tabelle. Bei Interesse kann ich die hier Teilen.

  • Leider krieg noch keine 7 Tage am Stück Zuhause zusammen. Ich werde meine Testserie mit PLA+ und ASA sobald als möglich auch durchführen.
    Auch wenn das Echo nicht ganz so hoch ist, gelesen wird es und ich vermute, dass es auch Viele interresiert.

    Sidewinder X1, FlashForge Guider IIs, FlashPrint, (Cura), Raise3D E2, IdeaMaker, Fusion 360

  • raimondovincenti

    Ich denke es reicht auch, wenn du nur einmamal nach 7 Tage misst.

    Ich werde zum Schluss alle Ergebnisse in 2 Diagrammen zusammenfassen (Einmal elastische Verformung am Anfang und einmal bleibende Verformung nach 7 Tage ). Ich denke das reicht aus um die Materialien zu vergleichen.


    Ich denke auch das das für viele interessant ist. Wenn die Versuchsreihe durch ist frag ich mal Stephan, ob ich die Daten für einen Blogeintrag zusammenfassen soll.

  • Weiter gehts mit den nächsten Daten. Auch die haben mich überrascht (leider aber nicht nur positiv).


    Getestete Materialien:

    • Extrudr PETG
    • Extrudr GreenTec Pro

    Zustand:

    • Nur gedruckt
    • Getempert: 1h bei 100°C in einem Salzbett beschwert mit einer Glasschale, danach über Nacht im Ofen abkühlen lassen.

    PETG verfortmt sich beim Tempern nur minimal im Bereich der Laschen (ähnlich dem NX2).

    Green Tec praktisch gar nicht


    Hier nun die Ergebnisse:


    Gemessen wir immer der Abstand der Lippen. Die angegebenen Werten sind immer die Verlängerung bezogen auf die Ausgangslänge.

    elastisch = Längenänderung unter 2,5kg Last direkt am Anfang der Messreiehe gemessen

    plastisch 7 Tage = Längenänderung nach 7 Tage ohne Last gemessen (10 min nach der Entlastung).




    • PETG hat mich positiv überrascht. Obohl es elastischer ist als PLA ist der Katfluss geringer als bei PLA.
    • Tempern wirkt sich auf bei PETG Positiv aus, wenn auch nicht so stark wie bei PLA. Getempertes PETG ist etwa auf dem Niveau von getempertem NX2 aber schlechter als bei NX1.
      • Bei PETG scheint das Tempern auch auch nicht den Kaltfluss zu stoppen.
    • GreenTec Pro war ein Fiasko.
      • Alle 4 Proben sind über Nacht gerissen

        • zunächst die getemperten nach 2 bzw. 4 Tagen
        • dann die ungetemperten nach 5 bzw. 8 Tagen
      • Ich habe also leider keine Endwerte bei GreenTec Pro (Die Werte im Diagramm sind linear extrapoliert mit den Daten die vorahnden waren)
      • Ungetempertes GreenTec Pro scheint vom Kaltfluss her besser zu sein als PETG oder PLA bringt mir aber wenig, wenn es eher bricht.

    Vorschau für nächste Woche ;)


    Die Brüche bei GreenTec Pro haben nichts mit der Layerhaftung zu tun. Ich habe ja extra so gedruckt, dass die Proben nicht in Richtung der Layer belastet werden. Ich wollte aber GreenTec Pro trotzdem noch eine Chance geben. Daher habe ich nochmal neu gesliced, so dass auch keine Z. Nähte in belasteten Bereichen liegen. Folgende Proben werden getestet: Getempert 100°C, Getempert 150°C und ungetempert aber mit 10°C mehr Düsentemperatur gedruckt (235°C).

    Die linken beiden Proben sind Extrudr TPU Hard die laufen aber eher außer Kokurenz, da sie zu stark gedehnt werden ;-).

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