ABS Filament richtig drucken: Probleme & Lösungen

3D-Druck mit ABS-Filament

ABS gehört zu den bewährten technischen Filamenten im FDM-3D-Druck. Das Material überzeugt durch gute mechanische Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit und eine hohe Belastbarkeit. Gleichzeitig reagiert ABS deutlich empfindlicher auf Temperaturunterschiede als beispielsweise PLA. Dadurch können beim Drucken typische Probleme wie Warping, Risse oder eine schlechte Schichthaftung auftreten.

Mit einer geeigneten Druckumgebung und korrekt abgestimmten Einstellungen lassen sich die meisten Schwierigkeiten jedoch zuverlässig vermeiden. In diesem Beitrag zeigen wir dir die häufigsten Probleme beim 3D-Druck mit ABS-Filament und erklären, welche Einstellungen du überprüfen solltest.

Warping: Bauteile lösen sich an den Ecken

Eines der bekanntesten Probleme beim ABS-Druck ist das sogenannte Warping. Dabei ziehen sich einzelne Bereiche des Bauteils während des Abkühlens zusammen und die Ecken beginnen sich vom Druckbett abzuheben.

ABS schrumpft beim Abkühlen vergleichsweise stark. Je grösser das Bauteil ist, desto stärker können sich die dabei entstehenden Spannungen bemerkbar machen.

Folgende Massnahmen können helfen:

• Druckbetttemperatur überprüfen und gegebenenfalls erhöhen
• geschlossenen Bauraum oder Druckergehäuse verwenden
• Zugluft und starke Temperaturschwankungen vermeiden
• Druckbett gründlich reinigen
• geeigneten Haftvermittler einsetzen
• bei grossen Bauteilen einen Brim verwenden

Besonders bei grösseren ABS-Bauteilen ist ein geschlossener Bauraum empfehlenswert. Dadurch kühlt das Druckobjekt gleichmässiger ab und thermische Spannungen werden reduziert.

Die erste Schicht haftet nicht richtig

Eine gleichmässige erste Schicht bildet die Grundlage für einen erfolgreichen ABS-Druck. Ist der Abstand zwischen Düse und Druckbett zu gross, kann das Filament nicht ausreichend auf der Oberfläche haften.

Kontrolliere deshalb zunächst den Z-Offset beziehungsweise Düsenabstand. Die erste Schicht sollte leicht auf das Druckbett gedrückt werden, ohne dass die Düse über die Oberfläche schleift.

Zusätzlich können folgende Punkte die Haftung verbessern:

• Druckbett sorgfältig entfetten und reinigen
• Geschwindigkeit der ersten Schicht reduzieren
• korrekte Betttemperatur einstellen
• Brim oder Raft einsetzen
• geeignete Druckbettbeschichtung oder Haftmittel verwenden

Bei modernen Druckern mit automatischer Druckbettnivellierung lohnt es sich ebenfalls, die Kalibrierung zu kontrollieren.

Schichten verbinden sich nicht ausreichend

Wenn sich einzelne Schichten leicht voneinander lösen lassen, liegt häufig eine unzureichende Verbindung zwischen den gedruckten Layern vor.

ABS benötigt genügend Wärme, damit sich die einzelnen Schichten dauerhaft miteinander verbinden können. Ist die Düsentemperatur zu niedrig oder wird das Bauteil zu stark gekühlt, kann die Layerhaftung deutlich abnehmen.

Mögliche Lösungen sind:

• Düsentemperatur schrittweise erhöhen
• Bauteilkühlung reduzieren oder deaktivieren
• Druckgeschwindigkeit etwas verringern
• Zugluft vermeiden
• geschlossenen Bauraum verwenden

Die optimale Temperatur hängt vom jeweiligen ABS-Filament ab. Deshalb sollten grundsätzlich auch die Empfehlungen des Filamentherstellers berücksichtigt werden.

Risse im Bauteil oder sichtbare Spalten zwischen den Layern

Vor allem bei hohen ABS-Drucken können horizontale Risse entstehen. Ursache dafür sind meistens unterschiedliche Temperaturen innerhalb des Bauteils.

Während die oberen Schichten noch heiss gedruckt werden, sind die unteren Bereiche bereits stärker abgekühlt. Durch die unterschiedliche Materialschrumpfung entstehen Spannungen, welche die einzelnen Layer auseinanderziehen können.

Ein möglichst gleichmässiges Temperaturniveau im Bauraum ist deshalb besonders wichtig.

Hilfreich sind:

• geschlossener Bauraum
• möglichst konstante Umgebungstemperatur
• wenig oder keine Bauteilkühlung
• leicht erhöhte Düsentemperatur
• Vermeidung von Zugluft

Bei grossen oder hohen technischen Bauteilen kann ein aktiv beheizter Bauraum weitere Vorteile bieten, sofern Drucker und Material dafür ausgelegt sind.

Stringing: Fäden zwischen einzelnen Bereichen

Entstehen zwischen zwei Bereichen des Druckobjekts feine Kunststofffäden, spricht man von Stringing.

Hier spielen insbesondere Düsentemperatur und Retract-Einstellungen eine Rolle.

Du kannst unter anderem folgende Einstellungen testen:

• Düsentemperatur in kleinen Schritten reduzieren
• Retract-Distanz überprüfen
• Retract-Geschwindigkeit anpassen
• Verfahrwege optimieren
• feuchtes Filament ausschliessen

Temperaturanpassungen sollten schrittweise erfolgen. Eine Reduzierung um etwa 5 °C pro Testdruck erleichtert es, den optimalen Bereich für das jeweilige Filament zu finden.

Verstopfte Düse beim ABS-Druck

Eine Düsenverstopfung kann verschiedene Ursachen haben. Neben Ablagerungen und Fremdkörpern können eine ungeeignete Drucktemperatur oder Materialreste anderer Filamente eine Rolle spielen.

Treten Extrusionsprobleme auf, sollte zuerst überprüft werden, ob das Filament gleichmässig gefördert wird und die Düse die vorgesehene Temperatur erreicht.

Mögliche Massnahmen sind:

• Düse auf Ablagerungen kontrollieren
• Filamentzuführung und Extruder überprüfen
• empfohlene Drucktemperatur verwenden
• gegebenenfalls einen Cold Pull durchführen
• Düse mit geeignetem Reinigungswerkzeug vorsichtig reinigen

Bei häufig auftretenden Verstopfungen sollte zusätzlich geprüft werden, ob das Problem tatsächlich vom Filament oder möglicherweise vom Hotend beziehungsweise Extruder verursacht wird.

Raue oder ungleichmässige Oberfläche

Eine schlechte Oberfläche muss nicht zwangsläufig am ABS selbst liegen. Häufig sind nicht optimal kalibrierte Druckparameter verantwortlich.

Besonders wichtig sind:

• Flow beziehungsweise Extrusionsmultiplikator
• Düsentemperatur
• Druckgeschwindigkeit
• Beschleunigung
• Pressure Advance beziehungsweise Pressure Advance ähnliche Funktionen
• Retract-Einstellungen

Eine korrekt eingestellte Flussrate verhindert sowohl Unterextrusion als auch zu viel Material auf der Oberfläche.

ABS besitzt darüber hinaus eine besondere Eigenschaft: Die Oberfläche kann durch geeignete chemische Verfahren geglättet werden. Bekannt ist beispielsweise das Glätten mit Acetondampf. Da Aceton leicht entzündlich ist und gesundheitsschädliche Dämpfe entstehen können, sollte eine solche Nachbearbeitung jedoch nur mit geeigneter Ausrüstung, ausreichender Belüftung und entsprechenden Sicherheitsmassnahmen durchgeführt werden.

ABS-Drucke sind ungewöhnlich spröde

ABS sollte normalerweise eine gute Zähigkeit besitzen. Werden Druckteile unerwartet spröde oder zeigen eine schlechte Oberfläche, kann Feuchtigkeit im Filament eine mögliche Ursache sein.

Wie viele thermoplastische Filamente kann auch ABS während der Lagerung Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnehmen.

Typische Hinweise auf feuchtes Filament können sein:

• kleine Bläschen während der Extrusion
• knisternde oder knackende Geräusche an der Düse
• ungleichmässige Oberfläche
• stärkere Fadenbildung
• schlechtere Layerhaftung

ABS sollte deshalb möglichst trocken und luftdicht gelagert werden. Trockenmittel im Lagerbehälter helfen dabei, die Luftfeuchtigkeit niedrig zu halten.

Bereits feuchtes Filament lässt sich mit einem geeigneten Filamenttrockner wieder trocknen. Temperatur und Trocknungsdauer sollten sich nach den Angaben des jeweiligen Filamentherstellers richten.

Blobs, Zits und kleine Pickel auf der Oberfläche

Kleine Materialansammlungen auf der Aussenwand werden häufig als Blobs oder Zits bezeichnet. Besonders sichtbar werden sie an den Start- und Endpunkten einzelner Druckbewegungen.

Hier lohnt sich eine Kontrolle mehrerer Parameter:

• Retract-Einstellungen
• Düsentemperatur
• Flow
• Nahtposition beziehungsweise Z-Seam
• Pressure Advance
• Wipe-Funktion
• Druckgeschwindigkeit

Auch eine verschmutzte Düse kann Materialreste am Bauteil hinterlassen. Düse und Hotend sollten deshalb regelmässig kontrolliert und bei Bedarf gereinigt werden.

Einfach die Druckgeschwindigkeit stark zu reduzieren ist dagegen nicht immer die beste Lösung. Häufig lässt sich durch eine Kombination aus korrekt eingestelltem Flow, Retract und Temperatur ein deutlich besseres Ergebnis erzielen.

ABS erfolgreich drucken: Das Zusammenspiel der Einstellungen zählt

Beim ABS-Druck gibt es selten eine einzelne Einstellung, die jedes Problem löst. Drucktemperatur, Betttemperatur, Bauraumtemperatur, Geschwindigkeit, Kühlung und Materialzustand beeinflussen sich gegenseitig.

Deshalb empfiehlt es sich, Änderungen immer schrittweise vorzunehmen und möglichst nur einen Parameter gleichzeitig anzupassen. Kleine Testmodelle wie Temperatur-Tower oder Warping-Tests können dabei helfen, geeignete Einstellungen für eine bestimmte Kombination aus Drucker und ABS-Filament zu finden.

Sind Drucker, Material und Druckumgebung korrekt aufeinander abgestimmt, eignet sich ABS hervorragend für stabile, temperaturbeständige und funktionale 3D-Druckteile.