COC und COP Filament: Eigenschaften, medizinische Anwendungen, chemische Beständigkeit und Druckhinweise für diese seltenen optischen Kunststoffe.
Cyclo-Olefin-Copolymer (COC) und Cyclo-Olefin-Polymer (COP) gehören zu den faszinierendsten — und seltensten — Materialien in der Welt der additiven Fertigung. Während die meisten Ingenieuren diese Kunststoffe aus dem Spritzguss kennen, sind sie als Filament noch kaum verfügbar. Wir bei SwissInjection produzieren beide Materialien in eigener Fertigung — und erklären in diesem Artikel, warum das sinnvoll ist.
Was sind COC und COP?
COC (Cyclo-Olefin-Copolymer, bekannt unter Markennamen wie Topas von Polyplastics oder Zeonex von Zeon) und COP (Cyclo-Olefin-Polymer, Markenname Zeonor von Zeon) sind amorphe Thermoplaste auf Basis von Cycloalkenen. Ihre besonderen Eigenschaften machen sie zu bevorzugten Materialien in optischen und medizinischen Anwendungen.
Einzigartige Eigenschaften
Optische Reinheit
COC und COP weisen eine ausgezeichnete Lichttransmission von bis zu 92% auf — vergleichbar mit optischem Glas. Ihre Brechungsindizes lassen sich durch die Zusammensetzung präzise einstellen. Das macht sie ideal für Linsen, optische Strahlenführungen und mikrofluidische Systeme.
Extrem niedrige Feuchtigkeitsaufnahme
Während PA oder PC erhebliche Mengen Wasser aus der Luft aufnehmen und dadurch ihre Eigenschaften verändern, ist die Feuchtigkeitsaufnahme von COC/COP praktisch null. Das ist entscheidend für präzise optische Anwendungen und für die Langzeitstabilität im medizinischen Einsatz.
Chemische Beständigkeit
COC und COP sind beständig gegen eine Vielzahl von Chemikalien, Lösungsmitteln und biologischen Flüssigkeiten. Besonders interessant: Sie sind beständig gegen konzentrierte Säuren und Basen — eine Eigenschaft, die viele Thermoplaste nicht bieten.
Biokompatibilität
Abhängig vom Hersteller und dem spezifischen Grade sind COC und COP gemäss ISO 10993 biokompatibel und können für medizinische Einwegprodukte eingesetzt werden. Einige Grades sind FDA-konform für Lebensmittelkontakt.
Unterschiede zwischen COC und COP
COC ist ein Copolymer aus Ethylen und Norbornenderivaten, während COP ein reines Cycloolefin-Polymer ist. In der Praxis bietet COP (Zeonor) noch höhere optische Reinheit, noch geringere Feuchtigkeitsaufnahme und generell etwas bessere Eigenschaften — zu entsprechend höherem Preis.
| Eigenschaft | COC (Topas/Zeonex) | COP (Zeonor) |
|---|---|---|
| Lichttransmission | ~91% | ~92% |
| Feuchtigkeitsaufnahme | unter 0.01% | unter 0.01% |
| Glasübergangstemperatur | 60–180°C (variable) | 100–160°C |
| Biokompatibilität | Ja (je nach Grade) | Ja |
| Preis | Hoch | Sehr hoch |
Vergleich mit PMMA (Plexiglas)
PMMA ist der klassische optische Kunststoff. Im Vergleich bieten COC/COP einige wichtige Vorteile: geringere Feuchtigkeitsaufnahme, bessere chemische Beständigkeit und — entscheidend für Medizin — keine Bisphenol-A-Freisetzung. PMMA ist jedoch günstiger und hat eine höhere Kratzfestigkeit.
3D Druck mit COC/COP: Was zu beachten ist
Druckparameter
COC und COP erfordern höhere Drucktemperaturen als Standardmaterialien:
- Drucktemperatur: 260–300°C
- Betttemperatur: 100–120°C
- Kammertemperatur: 50–60°C empfohlen
- Materialtrocknung: 80°C für 8 Stunden vor dem Druck
Herausforderungen
Das Material ist von Natur aus spröde. Eine gute Bettadhäsion ist entscheidend. Wir empfehlen PEI-Bettbeschichtung und eine langsame erste Schicht. Geschlossene Druckkammern (technische FDM-Systeme geschlossenes FDM-System oder ähnliche) sind praktisch Pflicht für gute Ergebnisse.
Geeignete Drucker
technische FDM-Systeme geschlossenes FDM-System, technische FDM-Systeme Hochtemperatur-FDM-System, Prusa MK4 (mit Hochtemperatur-Upgrade). Die Düse sollte aus gehärtetem Stahl bestehen.
Medizinische Anwendungen
COC und COP sind in der Medizintechnik seit Jahrzehnten etabliert:
- Diagnostische Einwegkartuschen (Lab-on-Chip)
- Pharmaverpackungen (Blister für Injektionslösungen)
- Optische Komponenten in Diagnose-Geräten
- Mikrofluidiksysteme für Analysen
- Dental-Anwendungen dank optischer Eigenschaften
Mit dem 3D Druck lassen sich nun Prototypen und kleine Serien dieser Bauteile direkt aus dem richtigen Material herstellen — ohne teure Spritzguss-Werkzeuge für die Entwicklungsphase.
Verfügbarkeit und Bezug
COC und COP Filament sind weltweit äusserst selten verfügbar. SwissInjection produziert ab Juli 2026 beide Materialien in der eigenen Filamentextrusion in 1.75mm. [Vorbestellungen sind über unseren Shop möglich.](/filamente)
Haben Sie Fragen zu diesen Materialien oder interessieren Sie sich für Spritzguss-Prototypen aus COC/COP? [Kontaktieren Sie uns — wir beraten Sie gerne.](/kontakt)
Projekt-Checkliste für COC/COP
Vor der Materialfreigabe sollten optische Anforderungen, Chemikalienkontakt, Sterilisationsverfahren, Temperaturbereich und regulatorische Nachweise geklärt werden. Besonders bei Medtech- und Diagnostikprojekten lohnt sich ein früher Vergleich zwischen COC, COP, PC und PMMA.
Wir empfehlen, die Geometrie zuerst schnell zu validieren und danach funktionsnahe Muster aus dem Zielmaterial zu prüfen. So lassen sich Transparenz, Medienbeständigkeit und Montageverhalten bewerten, bevor ein Serienwerkzeug beauftragt wird.
Weitere Fragen
Für eine belastbare Empfehlung prüfen wir Bauteilgeometrie, Stückzahl, Zielkosten, Normen und spätere Fertigung. So entsteht nicht nur eine Materialidee, sondern ein umsetzbarer Entwicklungsplan mit klaren nächsten Schritten.
Diese Vorarbeit spart Testschleifen, weil Material, Werkzeug und Prüfplan von Beginn an zusammen gedacht werden.
Das ist besonders bei regulierten Anwendungen entscheidend.
Auch die Lieferkette wird dadurch planbarer und stabiler.