PETG – das Allround-Filament


PET steht für Polyethylenterephthalat, einem zu den Polyestern gehörenden Polymer. Es handelt sich um einen thermoplastischen Kunststoff, aus dem z.B. die meisten Plastikflaschen gefertigt werden. Auch bei Plastikverpackungen und synthetischen Fasern (Polyester) ist PET sehr weit verbreitet. Deshalb ist es auch günstig in der Anschaffung. Er wird für den 3D-Druck oft mit Gylkol modifiziert, dadurch eignet er sich dafür hervorragend. Um die Glykol-Modifizierung deutlich zu machen, wird es manchmal auch PET-G, geschrieben. Für den 3D-Druck bietet PETG zahlreiche Vorteile, aber auch Nachteile.

PETG Beispieldrucke
Beispieldrucke in PETG - links solide und rechts im Vasen-Modus

Zäh, wetterfest und gutmütig: Die Eigenschaften von PETG

Das beigemengte Glykol sorgt für eine niedrigere Drucktemperatur und für eine Senkung der Kristallisation. Es verbessert damit die Druckeigenschaften von PET erheblich. Beispielsweise das Lösen von der Druckplatte fällt einfacher. Nachdem das Druckobjekt ausgekühlt ist, löst es sich von alleine. Zudem hat Glykol niederviskose Eigenschaften. Die Viskosität ist die Kennzahl für die Dickflüssigkeit. Hochviskos bedeutet praktisch nicht flüssig. Niedrigviskos ist hingegen ein Kennzeichen für einen „flüssigen“ Stoff. PETG genügt dieser Anforderung. Dadurch läuft der Druckprozess insgesamt schneller ab und gelingt einfacher. Druckgeschwindigkeiten von bis zu 100 mm/s lassen sich so erreichen.

PETG als Filament ist aber zugleich zäh, elastisch, extrem bruchfest und doch transparent. Es handelt sich so insgesamt um einen zuverlässigen und gutmütigen thermoplatistischen Kunststoff. Er ist außerdem witterungsbeständig, was weder für PLA noch ABS gilt. Somit eignet es sich somit auch für den Außeneinsatz. Durch den einfachen Umgang ist PETG überdies für Einsteiger gut geeignet. Schulen oder Universitäten, die mit 3D-Druck experimentieren möchten, treffen mit PETG-Filament eine gute Wahl. Man druckt es in der Regel bei 200-260°C, je nach Herstellerempfehlung.

Die Vorteile von PETG

Ein PETG Filament hat eine hohe Layer-Haftung. Es sorgt auf diese Weise für ein gutes optisches Druckergebnis. Es gibt praktisch kein Warping. Dies bedeutet, dass sich das Druckerzeugnis nicht aufwölbt oder verzieht wegen Schrumpfung beim Abkühlen. Damit haben viele Teile zu kämpfen, die aus ABS-, Nylon- oder HIPS-Filament gedruckt werden. Beim Abkühlen schrumpft das Material eines PETG-gedruckten Teiles nur um ca. 0.5%, es verspannt sich auf diese Weise kaum. Dies ist einerseits vorteilhaft, wenn es darum geht, das Teil aus dem Druckbett zu lösen. Anderseits fällt dadurch aber auch eine etwaige Weiterbearbeitung leichter. Es lässt sich beispielsweise hervorragend schleifen. Polyethylenterephthalat ist auch resistent gegen die meisten Chemikalien und Lösungsmittel.

Insgesamt kombiniert PETG die Stärken von ABS und PLA: Es ist ebenso einfach wie ein PLA Filament zu drucken und schrumpft genauso wenig. Zugleich ist es ähnlich bruchfest, temperaturbeständig und haltbar wie ABS. Je nach Glykol ist es hierbei sogar überlegen. Wie ABS und PLA ist es resistent gegen die meisten Lösungsmittel, Alkohole, Öle und sogar viele Säuren. Anders als einfaches PET wird die Glykol-modifizierte Variante zudem nicht trüb und spröde. In einer sauberen Umgebung kann ein entsprechendes Druckobjekt sogar sterilisiert werden, um es beispielsweise in der Medizintechnik einzusetzen. PETG-Drucke sind chemikalienbeständig und nur ausgesprochen schwer entflammbar (Stufe: B1).

Ein weiterer Vorteil: Ein Drucken von einem PETG Filament ist -je nach PETG-Variante- auch ohne ein beheiztes Druckbett möglich. Der Grund ist, dass thermischen Eigenschaften des Kunststoffes so gut sind. PETG kann allerdings auch mit beheiztem Bett gedruckt werden. Die Temperatur sollte dabei um den PETG-Weichpunkt liegen (ca. 80-90°C). Dies bedeutet ein Alleinstellungsmerkmal für den Kunststoff. Zudem kann er aufgrund seiner erläuterten positiven Eigenschaften recycelt werden. In dieser Hinsicht steht ein Filament beispielsweise einer PET Trinkflasche in nichts nach. Ein entsprechendes Filament ist also auch umweltfreundlich.

Die Nachteile von PETG

Der thermoplatistische Kunststoff hat nur wenig Nachteile für den 3D-Druck. So ist PETG nicht vollständig UV-beständig. D.h. es kann durch UV-Licht geschwächt werden. Es ist deshalb nicht ratsam, PETG-Druckobjekte einer dauerhaften UV-Bestrahlung auszusetzen.

Überdies ist es anfälliger für Kratzer als andere Kunststoffe. Dies gilt es zu berücksichtigen, wenn das Druckobjekt optisch repräsentativ ausgestellt werden soll. Das Problem lässt sich allerdings relativ einfach lösen. Der verwendete Kunststoff wird nach dem Druck mit einem Klarlack bestrichen. Optisch erscheint er auf diese Weise noch besser. Zudem wird er robuster gegen Belastungen, die zu Kratzern führen können.

Drittens kann es auch bei manchen Hotends zu Problemen kommen, wenn ein flacher Temperaturverlauf vorliegt. Dann funktioniert möglicherweise die Thermobarriere nicht wie gewünscht. Konkret bedeutet dies: Es befindet sich zu viel flüssiges Material im Hotend. Das Filament wird schon am Kalten Ende des Hotends (Cold End) weich. Das kann zu Verstopfung führen. Die Beschreibung des Herstellers des Hotends sollte diesbezüglich genau gelesen werden.

Einige Hersteller behaupten, dass Haarspray oder Blue Tape nicht mit PETG kompatibel sind. Zumeist stimmt dies aber nicht. Es handelt sich mehr um einen Sicherheitshinweis, der die Hersteller absichern soll.

Weitere Nachteile

Ein weiterer Nachteil ist, dass das Material zum Haarfäden-Ziehen neigt. Dagegen hilft es, an den Retraktions-Einstellungen zu spielen. Auch den Lüfter immer auf voller Leistung zu betreiben hilft – außer in den ersten Schichten, da sich der Druck sonst ablösen könnte. Die erste Schicht haftet bei PETG nicht so einfach wie bei PLA. Manche empfehlen, PETG mit etwas mehr Abstand in der ersten Schicht zu drucken. Dadurch wird das Filament eher auf dem Druckbett „abgelegt“, als leicht von der Spitze gequetscht zu werden, wie bei anderen Filamenten. Doch auch die gegenteilige Strategie, das PETG stärker zu quetschen als andere Filamente, kann zum Haft-Erfolg führen. PETG haftet auf manchen Untergründen (z.B. PEI. Blue Tape) extrem gut. Deshalb sollten Sie hier vorher eine Zwischenschicht aus Holzleim, Haarspray oder Klebestift aufstreichen. Damit reisst das Druckobjekt beim Ablösen nicht Teile der Haft-Beschichtung mit heraus.

Zuguterletzt hat PETG einen Nachteil, den weder ABS noch PLA haben: Es ist hygroskopisch, d.h. es absorbiert Wasser aus der Umgebungsluft. Es muss daher in einem luftdichten Behältnis aufbewahrt werden – am besten mit Antikondensationsbeutel. Mehr Informationen dazu weiter unten.

 
 

PETG Filamente sind in der Regel lebensmittelecht

Grundsätzlich sind PETG Filamente lebensmittelecht. Sie können in dieser Frage prinzipiell als unbedenklich eingestuft werden. Und dies, obwohl das Rohmaterial für den thermoplastischen Kunststoff aus unterschiedlichen Ländern stammt. Um ganz sicher zu gehen, sollten Sie sich aber nach den Angaben des Herstellers richten. Dieser vermerkt, wenn sein PETG Filament nicht lebensmittelecht und entsprechend nicht für den Kontakt mit Nahrungsmitteln geeignet ist. Beim 3D-Druck von Geschirr, Trinkgefäßen und sonstigen Back- und Kochwerkzeugen ist jedoch wie immer zu beachten: In den mikroskopischen Ritzen und Vertiefungen eines 3D-Drucks können verstärkt Keime und Bakterien gedeihen.

Ein PETG Filament richtig lagern

Wie bei anderen Filamenten auch (z.B. Nylon, TPU und Polycarbonat), ist die Lagerung bei PETG-Varianten von großer Bedeutung. Eine unsachgemäße Lagerung kann dazu führen, dass die Druckqualität leidet. Mit bloßem Auge lässt sich nicht ausmachen, welche Feuchtigkeit die Kunststoffrollen haben. Wer die Filamente einfach im Raum liegen lässt, riskiert, dass diese spröde und/oder brüchig werden. Sie saugen sich auch mit Wasser aus der Umgebungsluft voll – nicht ganz so schlimm wie z.B. bei Nylon, aber doch merkbar. Im schlimmsten Fall vergrößern sie sogar ihren Durchmesser. Beim Drucken werfen sie dann Blasen, verdampfen zischend oder fließen in Schüben. Auch die Oberflächen sehen dann unsauber aus und die Layer-Haftung wird schlechter. Es ist deshalb sinnvoll, PETG Filamente in luftdichten Vakuumboxen zu lagern. Wenn Sie mit unterschiedlichen Filamenten arbeiten, sollten Sie transparente Boxen wählen. Sie können auf diese Weise schon mit bloßem Auge erkennen, um welches Filament es sich handelt.

Entsprechende Boxen haben natürlich einen gewissen Platzbedarf. Wenn Sie über diesen nicht verfügen, empfehlen sich Vakuumbeutel bzw. entsprechende Taschen. Sie sollten aus hochwertigem Kunststoff und einem doppelten Zipper bestehen.

Zu feuchte Filamente können Sie übrigens wieder trocknen. Sie müssen es dafür trockener sowie heißer Luft aussetzen. Hierfür eignet sich beispielsweise ein sogenannter „Dörrautomat“. Auch ein paar Stunden bei niedriger Temperatur (ca. 60-70°C) im Backofen funktionieren. Die Trocknung sollte nicht mit zu großer Hitze vollzogen werden. Denn sonst wird die PETG-Rolle schnell zum unförmigen Klumpen.

Daten & Fakten für PETG

Chemische Bezeichnung Polyethylenterephthalat-Glycol
Druckgeschwindigkeit 40-100 mm/s
Dichte 1,20 - 1,28 g/cm3
Schmelztemperatur 195 - 260°C
Heizbett-Temperatur aus oder 60 - 85°C
Flammbar? Baustoffklasse B1, schwerer entflammbar
Witterungsbeständigkeit gut (reagiert aber mit UV-Licht)
Wärmeformbeständigkeitstemperatur 63 - 85°C
Schlagfestigkeit ca. 8 KJ/m2
Biegemodul ca. 2 GPa