Celluloseacetat - warum gibt es kein Filament ??
LukasS
Ich würde schon länger gerne versuchen mit einem Zellulose-basierten Kunststoff zu Drucken.
Im speziellen: Celluloseacetat (CA)
(Bild: Würfel aus CA https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pr%C3%A4zisionsw%C3%BCrfel.jpg )
Ich bin nun endlich auf einen kurzen Testbericht gestoßen. Sehr vielversprechend!
http://www.designforcraft.com/new-materials-for-3d-printing-cellulose-acetate/
"The first tests are very good: excellent print quality (even without hot bed), no shrinkage and warping, excellent mechanical resistance..."
"Die ersten Tests sind sehr gut: excellente Druckqualität (sogar ohne Heizbett), kein Schrumpfen und Verformen, exzellenter mechanischer Widerstand...."
Hier sind zwei Bilder von Demo-Drucken:
Brillengestelle: http://www.arborbiokaps.com/allegati/3D%20Printing%20Acetate%20Cellulose%20Filament%20glasses%202_st.jpg
Kaffeesiebe:
http://www.arborbiokaps.com/allegati/3D%20printing%20Acetate%20Cellulose%20Coffee%20Pods.jpg
Das Projekt "StickFilament" der Firma designforcraft (dfc) die CA im Sortiment hatten
gibt es aber scheinbar nicht mehr wirklich:
https://www.indiegogo.com/projects/stick-filament-new-materials-for-3d-printing#/
https://www.youtube.com/watch?v=NlDGip4xE5k
Das Geschäftsmodell wahr wohl nicht erfolgreich.
Tot: http://www.stickfilament.com/
Und Spulen von Celluloseacetatfilament sucht man noch vergeblich.
:(
Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Celluloseacetat
und andere Informationsquellen malen von Celluloseactetat ein Bild der die eierlegenden Wollmilchsau.
Hier eine Liste der Eigenschaften:
+++++ wenig Schrumpfung (wie PLA)
+++++ Tg = (CA: 100°C - 130°C) Sieger!
Zum vergleich (ABS: 90°C - 102°C) (HIPS: 88°C - 92°C) (PET-G 79°C - 80°C) (PLA: 50°C - 65°C)
Quelle: http://omnexus.specialchem.com/polymer-properties/properties/glass-transition-temperature
Bei 180 bis 200 °C ist Celluloseacetat thermoplastisch formbar.
- **Bei Temperaturen über 85 °C leidet der seiden-ähnliche Glanz.
++++ geringe Wasseraufnahme (Wikipedia: 6% — das ist wenig ??)
+++ löslich in:
Aceton: 48 Einheiten(?) (abhängig vom Substitutionsgrad)
Methyl-Ethyl-Keton (UHU Lösungsmittel): 131 Einheiten
(Nach Tabelle kein Schwellen wie bei PLA sonder echte Auflösung wie bei ABS — glaub ich erst wenn ich's sehe)
Spiritus: nicht löslich
Wasser: kaum löslich (?) wie PLA?
Quelle: http://www.eastman.com/Literature_Center/R/RES001.pdf
++++ hohe reversible Dehnung (höher als Viskose)
+++ schlag-zäh
++ bioabbaubar (abhängig vom Substitutionsgrad)
++ gute UV-Beständiglkeit
++ sehr billig (als Rohmaterial $2-$4 pro kg) - Cellulose ist häufigstes Biomaterial der Erde !!
+ schwer entflammbar
+ transparent
+ leicht zu färben
+ seidenglänzend**
+ oxidationsmittelbeständig
- säuren- und laugenempfindlich
Warum gibt es also noch kein Filament zu kaufen ?!
Vermute wegen hoher Viskosität bei nicht-zersetzenden Temperaturen. Muss man halt langsam drucken - auch ok.
Vielleicht starkes stringing (siehe Demo-Drucke oben) ??
Vielleicht schwierige Herstellung ???
Hat jemand irgendwelche Ideen / Vermutungen ?
Wenn man derzeit nach 3D-Druck mit Celluloseacetat sucht findet man hauptsächlich
Infos über kalten 3D-Druck mit Lösungsmittel.
Quelle: https://3dprint.com/166978/mit-cellulose-3d-printing/
Das geht ja auch mit auf Styrol basierten Kunststoffen wie ABS, HIPS und ASA aufgelöst in Aceton.
Vermute es hat gute Gründe warum solche Drucker nicht present sind.
Unter anderem teure giftige Lösungsmitteldämpfe.
Celluloseacetat ist mischbar mit PHB eine Unterklasse von PHA welches mit PLA gemischt verfügbar ist (colorfabb).
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Polyhydroxybutters%C3%A4ure#PHB-Blends
Es gibt auch noch andere Kunststoffe auf Zellulosebasis:
Regenareatfaser: https://de.wikipedia.org/wiki/Regeneratfaser CV CMD CLY CUP
Cellulosehydrat (sprödes Cellophan): https://de.wikipedia.org/wiki/Cellulosehydrat
Die wären vielleicht auch interessant.
Die andere Holz-Komponente neben Cellulose - Lignin - ist meines Wissens nach schlechter als Basis für Kunststoffe geeignet. Es wird oft als Füllstoff verwendet.
Hier ein Video wie man rohe Zellulose (nicht Celluloseacetat!) in Lösung bringt und wieder ausfällt (en):
https://www.youtube.com/watch?v=tvoimHLHdnA
Ein bisschen off-topic:
Interessant ist,
dass Plastik aus biologischen Rohstoffen ist nicht zwangsläufig bioabbaubar ist
Und Plastik aus Erdöl ist nicht zwangsläufig nicht bioabbaubar ist.
Bioabbaubar aus Erdöl:
Beispiel1 PVA: https://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylalkohol (Ausgangsstoffe: petrochemisches Ethylen und Methanol)
Beispiel2 PCL: https://de.wikipedia.org/wiki/Polycaprolacton
Ein paar interessante trivia zu PCL:
AFAIK hat das RepRap Projekt hat mit (teurem) PCL Kunststoff gestartet (Vielleicht wegen niedrigem Schmelzpunkt?).
PCL ist kompatibel zu sehr vielen Kunststoffen.
Vielleicht ist es nutzbar als Kleber oder Unterlage für stark schrumpfende Kunststoffe wie POM ??
(Hält POM auf flexiblem TPU ???? - anderes Thema ...)
Bin kürzlich über diesen interessanten Zusammenhang hier gestolpert:
polycaprolacton PCL hat extrem ähnliche chemische Struktur (und Namen) zu
polycaprolactam PA6 aka Perlon (verwandt mit Nylon von welchem es ja schon Druck-Filamente gibt)
* Selbe Kettenlänge
* Selber doppelt gebundener Sauerstoff (Keton)
Btw: Filamente die nicht die geringste Angabe machen aus was sie bestehen
und versuchen alles hinter Markennamen und "peacock terms" zu verbergen
kaufe ich aus Prinzip nicht.