ASA-Filament hat sich in den letzten Jahren als eine der beliebtesten Alternativen zu ABS im 3D-Druck etabliert. Dieses robuste Material vereint hervorragende mechanische Eigenschaften mit außergewöhnlicher UV- und Wetterbeständigkeit, was es zur ersten Wahl für Außenanwendungen macht. Ob Sie funktionale Bauteile für den Garten, Automobilkomponenten oder langlebige Gehäuse drucken möchten – ASA bietet die perfekte Kombination aus Festigkeit, Witterungsbeständigkeit und Druckbarkeit. In diesem umfassenden Leitfaden erfahren Sie alles über die Eigenschaften, Druckeinstellungen und praktischen Anwendungen von ASA-Filament.
Was ist ASA-Filament? Material und Zusammensetzung
ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) ist ein thermoplastisches Terpolymer, das aus drei Hauptkomponenten besteht: Acrylnitril, Styrol und einem Acrylatester. Diese chemische Zusammensetzung verleiht ASA seine einzigartigen Eigenschaften und macht es zu einem außergewöhnlich vielseitigen Material für den 3D-Druck.
Chemische Zusammensetzung von ASA
Acrylnitril (15-35%): Sorgt für chemische Beständigkeit und thermische Stabilität
Styrol (40-60%): Verleiht Steifigkeit und gute Verarbeitbarkeit
Acrylatester (5-15%): Bietet hervorragende UV-Beständigkeit und Wetterresistenz
Im Vergleich zu seinem chemischen Verwandten ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) wurde bei ASA die Butadien-Komponente durch einen Acrylatester ersetzt. Diese scheinbar kleine Änderung hat erhebliche Auswirkungen auf die Materialeigenschaften: ASA ist wesentlich beständiger gegen UV-Strahlung, Vergilbung und Witterungseinflüsse, während es gleichzeitig ähnlich gute mechanische Eigenschaften wie ABS beibehält.
Technische Eigenschaften und Kennwerte von ASA
Die technischen Eigenschaften von ASA machen es zu einem der robustesten Materialien für den FDM-3D-Druck. Hier sind die wichtigsten physikalischen und mechanischen Kennwerte:
Thermische Eigenschaften
Glasübergangstemperatur: 95-105°C
Schmelztemperatur: 230-260°C
Dauergebrauchstemperatur: bis 85°C
Kurzzeitige Belastung: bis 110°C
Mechanische Festigkeit
Zugfestigkeit: 40-50 MPa
Biegefestigkeit: 65-75 MPa
Schlagzähigkeit: 25-35 kJ/m²
E-Modul: 2.000-2.400 MPa
Verarbeitungseigenschaften
Dichte: 1,05-1,08 g/cm³
Schrumpfung: 0,4-0,8%
Wasseraufnahme: 0,2-0,4% (24h)
Shore-Härte: D75-80
Beständigkeiten
UV-Beständigkeit: Ausgezeichnet
Witterungsbeständigkeit: Hervorragend
Chemikalienbeständigkeit: Sehr gut
Farbstabilität: Exzellent
ASA vs. ABS vs. PLA: Der direkte Materialvergleich
Um die Position von ASA im Spektrum der 3D-Druck-Materialien zu verstehen, lohnt sich ein detaillierter Vergleich mit den beiden populärsten Filamenten:
| Eigenschaft | ASA | ABS | PLA |
|---|---|---|---|
| UV-Beständigkeit | Exzellent ⭐⭐⭐⭐⭐ | Schlecht ⭐ | Sehr schlecht |
| Witterungsbeständigkeit | Hervorragend ⭐⭐⭐⭐⭐ | Mäßig ⭐⭐ | Schlecht ⭐ |
| Mechanische Festigkeit | Sehr gut ⭐⭐⭐⭐ | Sehr gut ⭐⭐⭐⭐ | Gut ⭐⭐⭐ |
| Temperaturbeständigkeit | Bis 85°C dauerhaft | Bis 80°C dauerhaft | Bis 50°C dauerhaft |
| Drucktemperatur | 240-260°C | 230-250°C | 190-220°C |
| Heizbett erforderlich | Ja (90-110°C) | Ja (80-100°C) | Optional (50-60°C) |
| Warping-Neigung | Mittel | Hoch | Niedrig |
| Geruchsentwicklung | Moderat | Stark | Minimal |
| Nachbearbeitung | Schleifen, Kleben, Lackieren | Schleifen, Aceton-Dämpfe | Schleifen, Kleben |
| Vergilbungsneigung | Keine | Hoch | Mittel |
Optimale Druckeinstellungen für ASA-Filament
Die richtigen Druckeinstellungen sind entscheidend für qualitativ hochwertige ASA-Drucke. Hier sind die empfohlenen Parameter für die meisten gängigen ASA-Filamente:
Standard-Druckparameter für ASA
240-260°C
Erste Schicht: +5°C
90-110°C
Durchgehend konstant
40-60 mm/s
Erste Schicht: 20-30 mm/s
0-20% nach 3. Schicht
Erste Schichten: 0%
Bowden: 4-6 mm
Direct Drive: 1-2 mm
40-50 mm/s
Bei Stringing erhöhen
Schichtdicke und Druckqualität
Die Schichtdicke hat einen erheblichen Einfluss auf die Druckqualität und -dauer:
- 0,1-0,15 mm: Hohe Detailgenauigkeit für Prototypen und Präsentationsobjekte
- 0,2 mm: Optimales Verhältnis zwischen Qualität und Druckzeit (Standard)
- 0,25-0,3 mm: Schnellere Drucke für funktionale Bauteile mit guter Stabilität
Infill-Einstellungen für verschiedene Anwendungen
Die Infill-Dichte sollte je nach Verwendungszweck angepasst werden:
- 10-20%: Dekorationsobjekte und nicht belastete Teile
- 30-40%: Funktionale Bauteile mit moderater Belastung
- 50-70%: Hochbelastete Komponenten und mechanische Teile
- 80-100%: Maximale Festigkeit für kritische Anwendungen
Druckbett-Haftung: Die wichtigsten Methoden
Eine gute Haftung auf dem Druckbett ist bei ASA besonders wichtig, um Warping zu vermeiden. Folgende Methoden haben sich bewährt:
Haftmittel und Oberflächen
PEI-Oberfläche (Ultem)
Beste Haftung bei ASA, wiederverwendbar, langlebig. Optimal bei 100-110°C Betttemperatur.
ABS-Slurry
ABS-Reste in Aceton aufgelöst. Dünn auftragen, exzellente Haftung, gut für große Drucke.
Kapton-Tape
Polyimidband für gleichmäßige Haftung. Hitzebeständig, ideal für wiederholte Drucke.
3D-Klebestift
Einfach anzuwenden, wasserlöslich. Gut für gelegentliche ASA-Drucke und kleine Objekte.
Vorteile von ASA-Filament
- ⭐ Hervorragende UV-Beständigkeit: ASA behält seine mechanischen Eigenschaften und Farbe auch nach jahrelanger UV-Exposition. Perfekt für Außenanwendungen wie Gartengeräte, Hausfassaden-Komponenten oder Fahrzeugteile.
- 🌧️ Ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit: Resistent gegen Regen, Schnee, Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit. ASA-Drucke können ganzjährig im Freien eingesetzt werden ohne zu verspröden oder zu brechen.
- 💪 Hohe mechanische Festigkeit: Mit einer Zugfestigkeit von 40-50 MPa und guter Schlagzähigkeit eignet sich ASA für belastete funktionale Bauteile. Deutlich robuster als PLA und vergleichbar mit ABS.
- 🎨 Keine Vergilbung: Im Gegensatz zu ABS vergilbt ASA nicht durch UV-Strahlung. Weiße und helle Farben bleiben über Jahre hinweg stabil und ansehnlich.
- 🔥 Hohe Temperaturbeständigkeit: Dauerhafte Belastung bis 85°C möglich, kurzzeitig sogar bis 110°C. Ideal für Teile in warmen Umgebungen oder in der Nähe von Wärmequellen.
- 🧪 Gute chemische Beständigkeit: Resistent gegen viele Haushaltschemikalien, Öle, Fette und schwache Säuren. Geeignet für Anwendungen mit Kontakt zu verschiedenen Substanzen.
- 🎭 Sehr gute Oberflächenqualität: ASA lässt sich hervorragend nachbearbeiten. Schleifen, Bohren, Kleben und Lackieren sind problemlos möglich. Die Oberfläche kann auf Hochglanz poliert werden.
- 📐 Maßhaltigkeit: Geringere Schrumpfung als ABS (0,4-0,8% vs. 0,6-1,0%). Dies führt zu präziseren Drucken mit besserer Passgenauigkeit bei mehrteiligen Konstruktionen.
Nachteile und Herausforderungen beim ASA-Druck
- 🔧 Höhere Druckanforderungen: ASA benötigt ein gut kalibriertes Heizbett (90-110°C), einen geschlossenen Bauraum und eine Düsentemperatur von 240-260°C. Nicht alle 3D-Drucker erfüllen diese Anforderungen.
- 🌊 Warping-Gefahr: Wie bei ABS besteht bei ASA die Gefahr von Warping, besonders bei großen Drucken und unzureichender Betttemperatur. Erste Schichten und Ecken sind besonders anfällig.
- 😷 Geruchsentwicklung: Beim Drucken entstehen Styroldämpfe mit charakteristischem Geruch. Gute Raumlüftung oder ein geschlossener Drucker mit Aktivkohlefilter sind empfehlenswert.
- 💰 Höherer Preis: ASA-Filament kostet etwa 25-35 € pro Kilogramm und ist damit teurer als PLA (15-25 €/kg) und vergleichbar mit hochwertigem ABS.
- ⚡ Höherer Energieverbrauch: Durch die hohe Bett- und Düsentemperatur sowie längere Druckzeiten verbraucht ASA mehr Energie als PLA. Bei großen Drucken kann dies spürbar sein.
- 🧰 Trocknungsbedarf: ASA ist hygroskopisch und zieht Feuchtigkeit aus der Luft. Filament sollte bei längerer Nichtbenutzung in luftdichten Behältern mit Trockenmittel gelagert werden.
- 🔍 Stringing-Neigung: Bei falschen Retraction-Einstellungen neigt ASA zu Stringing (Fädenbildung). Feinabstimmung der Retraction-Parameter ist oft notwendig.
- 🌫️ Emissionen: Beim Drucken werden flüchtige organische Verbindungen (VOCs) freigesetzt. Langfristige Exposition ohne Belüftung kann gesundheitsschädlich sein.
Praktische Anwendungen von ASA-Drucken
Die einzigartigen Eigenschaften von ASA eröffnen ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere dort, wo andere Materialien versagen würden:
🏡 Außenbereich & Garten
- Pflanzkübel und Rankhilfen
- Gehäuse für Außensensoren
- Gartenwerkzeug-Halterungen
- Wetterbeständige Schilder
- Vogelhäuschen-Komponenten
🚗 Automotive & Fahrzeuge
- Verkleidungsteile und Zierleisten
- Halterungen und Befestigungen
- Luftführungselemente
- Armaturenbrett-Komponenten
- Kabelkanäle und Organizer
🏭 Industrie & Technik
- Gehäuse für Elektronik (Outdoor)
- Schutzkappen und Abdeckungen
- Werkzeughalterungen
- Transportbehälter
- Mess- und Prüfvorrichtungen
🏠 Architektur & Modellbau
- Architekturmodelle (dauerhaft)
- Fassadenelemente
- Beleuchtungselemente
- Designobjekte für außen
- Wetterfeste Prototypen
🔌 Elektronik & Technik
- Outdoor-Kameragehäuse
- Wetterstation-Komponenten
- Solar-Panel-Halterungen
- Antennenbefestigungen
- IoT-Gerät-Gehäuse
🛠️ Ersatzteile & Reparaturen
- Außenspiegel-Komponenten
- Gehäuseteile für Gartengeräte
- Abdeckungen für Klimaanlagen
- Befestigungselemente
- Halterungen für Außenleuchten
Professionelle Tipps für perfekte ASA-Drucke
💡 Expertenwissen für optimale Ergebnisse
Vorbereitung und Lagerung
Filament trocknen: Vor dem ersten Druck und bei längerer Lagerung ASA bei 65-70°C für 4-6 Stunden im Filamenttrockner oder Backofen trocknen. Feuchtes Filament führt zu Blasenbildung und schlechter Oberflächenqualität.
Lagerung: In luftdichten Behältern mit Silica-Gel-Beuteln aufbewahren. Vakuumbeutel sind ideal für längere Lagerung. Luftfeuchtigkeit sollte unter 15% liegen.
Drucker-Setup
Gehäuse: Ein geschlossener Bauraum mit konstanter Umgebungstemperatur von 40-50°C minimiert Warping und verbessert Schichthaftung erheblich.
Bauteil-Kühlung: Ersten 3-5 Schichten ohne Lüfter drucken. Danach maximal 20% Lüfterleistung. Zu viel Kühlung führt zu Schichttrennung.
Z-Offset: Die erste Schicht sollte leicht gequetscht werden für optimale Haftung. Z-Offset etwas niedriger als bei PLA einstellen.
Druckoptimierung
Brim und Raft: Bei großen Drucken oder kritischen Geometrien einen Brim (5-10 mm) oder Raft verwenden, um Warping zu verhindern.
Ecken verstärken: „Mouse Ears“ oder zusätzliche Scheiben an den Ecken großer Objekte verbessern die Haftung und verhindern Abheben.
Wandstärke: Mindestens 3-4 Perimeter für strukturelle Integrität. Bei Außenanwendungen 4-5 Perimeter empfohlen.
Nachbearbeitung
Schleifen: ASA lässt sich hervorragend schleifen. Mit 120er Körnung beginnen und bis 400er oder feiner hocharbeiten für glatte Oberflächen.
Kleben: Cyanacrylat (Sekundenkleber) oder spezielle ASA-Klebstoffe funktionieren ausgezeichnet. Für größte Festigkeit Oberflächen leicht anschleifen.
Lackieren: ASA nimmt Farbe sehr gut an. Grundierung optional, aber empfohlen für beste Ergebnisse. Sprühlack oder Pinsel möglich.
Häufige Druckprobleme und Lösungen
Warping und Ablösen vom Druckbett
Symptome: Ecken heben sich ab, Objekt verzieht sich während des Drucks
Lösungen:
- Betttemperatur auf 100-110°C erhöhen
- Ersten Layer langsamer drucken (15-20 mm/s)
- Besseres Haftmittel verwenden (PEI, ABS-Slurry)
- Brim mit 10-15 mm Breite hinzufügen
- Raumtemperatur erhöhen durch geschlossenes Gehäuse
- Zugluft vollständig eliminieren
Stringing und Fädenbildung
Symptome: Dünne Fäden zwischen Objektteilen, unsaubere Oberfläche
Lösungen:
- Retraction-Distanz erhöhen (Bowden: 5-7 mm, Direct: 2-3 mm)
- Retraction-Geschwindigkeit auf 50-60 mm/s erhöhen
- Drucktemperatur in 5°C-Schritten senken
- Travel-Geschwindigkeit erhöhen (150-200 mm/s)
- „Combing Mode“ im Slicer aktivieren
- Filament trocknen falls feucht
Schichttrennung (Layer Separation)
Symptome: Schichten haften nicht aneinander, Objekt bricht auseinander
Lösungen:
- Drucktemperatur erhöhen (bis 260°C testen)
- Teilkühlung reduzieren oder ganz abschalten
- Umgebungstemperatur im Gehäuse erhöhen
- Druckgeschwindigkeit reduzieren (30-40 mm/s)
- Layer-Höhe verringern für bessere Haftung
Blasenbildung und „Popping“
Symptome: Kleine Blasen in Oberfläche, knackende Geräusche beim Drucken
Lösungen:
- Filament gründlich bei 65-70°C trocknen (4-6 Stunden)
- In luftdichtem Behälter mit Trockenmittel lagern
- Drucktemperatur leicht senken
- Während des Drucks in beheiztem Dry-Box drucken
Gesundheit und Sicherheit beim ASA-Druck
ASA gibt beim Drucken Styrol und andere flüchtige organische Verbindungen (VOCs) ab. Diese können Kopfschmerzen, Schwindel und Atemwegsreizungen verursachen.
Empfohlene Sicherheitsmaßnahmen
- Belüftung: Drucker in gut belüftetem Raum oder mit Abluftschlauch nach außen betreiben
- Aktivkohlefilter: HEPA- und Aktivkohlefilter im Druckergehäuse installieren
- Geschlossenes Gehäuse: Vermeidet direkte Exposition gegenüber Dämpfen
- Luftqualitätsmonitor: Überwachung der VOC-Konzentration im Raum
- Nicht in Wohnräumen: Idealerweise in separatem Raum oder Werkstatt drucken
- Nach dem Druck: Fertige Drucke ausgasen lassen bevor sie in Wohnräume kommen
Marken und Filament-Empfehlungen
Die Qualität des ASA-Filaments variiert stark zwischen Herstellern. Hier sind bewährte Marken für verschiedene Anforderungen:
Premium-Segment (30-40 €/kg)
- Extrudr GreenTec PRO ASA: Ausgezeichnete Qualität, konsistenter Durchmesser, große Farbauswahl
- Fillamentum ASA Extrafill: Top-Qualität aus Europa, präzise Toleranzen (±0,02 mm)
- Polymaker PolyLite ASA: Hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis, einfach zu drucken
Mittelklasse (25-30 €/kg)
- 3DJAKE ecoPLA ASA: Gute Qualität, verlässliche Eigenschaften
- FormFutura Premium ASA: Bewährt bei Outdoor-Anwendungen
- Spectrum ASA 275: Solide Qualität für Standardanwendungen
Budget-Freundlich (20-25 €/kg)
- Sunlu ASA: Gutes Einsteiger-Filament, akzeptable Qualität
- eSun ASA: Preiswert mit ordentlichen Druckergebnissen
Worauf beim Kauf achten
- Durchmesser-Toleranz: ±0,03 mm oder besser für konsistente Extrusion
- Rundheit: Ovale Filamente führen zu ungleichmäßiger Extrusion
- Verpackung: Vakuumverpackung oder mit Trockenmittel
- Technisches Datenblatt: Seriöse Hersteller bieten detaillierte TDS an
- Farbstabilität: Insbesondere bei Outdoor-Anwendungen wichtig
ASA-Filament vs. ASA+ und modifizierte Varianten
Neben Standard-ASA gibt es mittlerweile auch modifizierte Varianten auf dem Markt:
ASA+ (verstärktes ASA)
Enthält Additive für verbesserte Eigenschaften:
- Höhere Schlagzähigkeit
- Verbesserte Schichthaftung
- Reduzierte Warping-Neigung
- Etwas teurer als Standard-ASA
ASA-CF (Carbon-verstärkt)
Mit Kohlefaser-Additiven für extreme Anwendungen:
- Deutlich höhere Steifigkeit und Festigkeit
- Geringere thermische Ausdehnung
- Matte, technische Optik
- Benötigt gehärtete Düse (0,6 mm empfohlen)
ASA-GF (Glasfaser-verstärkt)
Glasfasern für maximale Festigkeit:
- Höchste mechanische Belastbarkeit
- Ausgezeichnete Dimensionsstabilität
- Rauere Oberfläche
- Verschleiß der Düse deutlich höher
Zukunft und Entwicklungen bei ASA-Materialien
ASA-Filament entwickelt sich kontinuierlich weiter. Aktuelle Trends und zukünftige Entwicklungen:
- Bio-basierte ASA-Varianten: Erste Hersteller arbeiten an ASA mit teilweise nachwachsenden Rohstoffen
- Recycletes ASA: Aufbereitetes ASA aus Industrieabfällen für nachhaltigeres 3D-Drucken
- Niedrigtemperatur-ASA: Formulierungen die bei 220-230°C drucken lassen
- Verbesserte Additive: Für noch einfachere Verarbeitbarkeit und weniger Warping
- Spezialfarben: Metallic-, Neon- und Effekt-Farben speziell für Outdoor-Anwendungen
- VOC-reduzierte Formulierungen: Weniger Emissionen während des Druckens
Fazit: Ist ASA das richtige Filament für Ihr Projekt?
ASA-Filament ist die ideale Wahl wenn Sie:
- Bauteile für den Außenbereich drucken möchten, die jahrelang halten sollen
- UV-Beständigkeit und Farbstabilität benötigen
- Mechanisch belastbare Teile mit guter Temperaturbeständigkeit brauchen
- Bereit sind, in bessere Druckausrüstung (Heizbett, Gehäuse) zu investieren
- Eine Alternative zu ABS ohne Vergilbung suchen
- Funktionale Prototypen und Endprodukte herstellen wollen
ASA ist weniger geeignet wenn:
- Ihr Drucker kein beheiztes Bett über 90°C hat
- Sie in unbelüfteten Wohnräumen drucken müssen
- Budget eine wichtige Rolle spielt und PLA ausreicht
- Einfachheit und Anfängerfreundlichkeit Priorität haben
- Die Teile nur innen verwendet werden
Mit den richtigen Druckeinstellungen, guter Vorbereitung und hochwertigem Filament liefert ASA ausgezeichnete Ergebnisse für anspruchsvolle Anwendungen. Die Investition in die höheren Anforderungen zahlt sich durch langlebige, witterungsbeständige und professionell aussehende Drucke aus.
Was ist der Hauptunterschied zwischen ASA und ABS Filament?
Der wichtigste Unterschied liegt in der UV- und Witterungsbeständigkeit. ASA enthält Acrylatester statt Butadien, was es deutlich resistenter gegen UV-Strahlung, Vergilbung und Wettereinflüsse macht. Während ABS-Drucke im Freien schnell verspröden und ihre Farbe verlieren, bleiben ASA-Drucke über Jahre hinweg stabil. Mechanisch sind beide Materialien vergleichbar, aber ASA ist die bessere Wahl für alle Außenanwendungen.
Welche Drucktemperatur benötigt ASA-Filament?
ASA wird optimal bei einer Düsentemperatur von 240-260°C und einer Druckbett-Temperatur von 90-110°C gedruckt. Die erste Schicht sollte etwa 5°C heißer gedruckt werden als die folgenden Schichten. Ein geschlossener Bauraum mit 40-50°C Umgebungstemperatur ist stark empfohlen, um Warping zu minimieren und gleichmäßige Schichthaftung zu gewährleisten.
Wie lange halten ASA-Drucke im Außenbereich?
ASA-Drucke können bei direkter Sonneneinstrahlung und Wetterexposition 5-10 Jahre oder länger ihre mechanischen Eigenschaften und Farbe behalten. Die tatsächliche Lebensdauer hängt von der Druckqualität (Wandstärke, Infill), UV-Intensität und extremen Wetterbedingungen ab. Tests zeigen, dass ASA auch nach 3000 Stunden UV-Bestrahlung weniger als 10% seiner Festigkeit verliert, während ABS und PLA deutlich schneller degradieren.
Ist ASA-Filament giftig oder gesundheitsschädlich?
Beim Drucken mit ASA werden Styrol und andere flüchtige organische Verbindungen (VOCs) freigesetzt, die in hoher Konzentration Kopfschmerzen und Atemwegsreizungen verursachen können. Das fertige Druckstück ist unbedenklich. Wichtig ist gute Belüftung während des Druckens, idealerweise ein geschlossener Drucker mit Aktivkohlefilter in einem separaten Raum. Mit angemessenen Sicherheitsmaßnahmen ist ASA-Druck sicher handhabbar.
Warum hebt sich mein ASA-Druck vom Druckbett ab (Warping)?
Warping bei ASA entsteht durch ungleichmäßige Abkühlung und thermische Kontraktion. Lösungen: Erhöhen Sie die Betttemperatur auf 100-110°C, verwenden Sie bessere Haftmittel wie PEI-Oberflächen oder ABS-Slurry, drucken Sie mit Brim oder Raft, eliminieren Sie Zugluft durch ein geschlossenes Gehäuse, und drucken Sie die erste Schicht langsamer (15-20 mm/s). Eine konstante Raumtemperatur von 40-50°C im Bauraum reduziert Warping dramatisch.