Faserverstärkte Filamente sind die Brücke zwischen dem 3D-Druck für Bastler und technischen Anwendungen. Die Zugabe von Kohlenstoff- oder Glasfasern zu einer Polymermatrix verändert die mechanischen Eigenschaften des Materials radikal und öffnet die Tür zu leichten, steifen und formstabilen Teilen.
Kohlenstofffasern vs. Glasfasern: Unterschiede
Kohlenstofffasern (CF) bieten das beste Verhältnis zwischen Steifigkeit und Gewicht, das es im 3D-Druck gibt. CF-Filamente sind wesentlich steifer, leichter und formstabiler als Basismaterialien und schrumpfen im Druck fast nicht. Sie sind ideal für Strukturteile, Drohnen, Automobilkomponenten und Luft- und Raumfahrtanwendungen.
Glasfasern (GF) bieten eine gute Steigerung der Steifigkeit und Festigkeit zu geringeren Kosten als Kohlenstoff. Sie haben einen geringeren Abrieb an den Düsen als Kohlenstofffasern und bieten eine bessere Temperaturbeständigkeit. Sie sind die optimale Wahl, wenn ein guter Kompromiss zwischen Leistung und Kosten erforderlich ist.
Verfügbare Polymermatrizen
PLA-CF / PLA-GF
Mit Fasern gefülltes PLA lässt sich genauso einfach drucken wie das Basis-PLA, bietet aber mehr Steifigkeit und Dimensionsstabilität. Es ist der ideale Einstieg für diejenigen, die mit Verbundwerkstoffen experimentieren möchten. Die Wärmebeständigkeit bleibt begrenzt (ca. 60 °C).
PETG-CF / PETG-GF
Verstärktes PETG kombiniert die einfache Bedruckbarkeit von PETG mit einer deutlich höheren Steifigkeit. Hervorragend geeignet für Funktionsteile, die Dimensionsstabilität und moderate Wärmebeständigkeit erfordern.
PA-CF / PA-GF (Nylon gefüllt)
Kohlenstofffaserverstärktes Nylon (PA-CF) gilt als das Material der Wahl für technische 3D-Druckanwendungen. Es bietet außergewöhnliche Steifigkeit, Verschleißfestigkeit, Wärmebeständigkeit und Maßhaltigkeit. Es erfordert eine geschlossene Kammer, eine gründliche Trocknung und verstärkte Düsen.
PC-CF (Gefülltes Polycarbonat)
Kohlenstofffaserverstärktes Polycarbonat ist das Nonplusultra in Sachen thermischer und mechanischer Beständigkeit. Es erfordert sehr hohe Temperaturen und eine entsprechende Ausrüstung, bietet aber eine Leistung, die der von industriellen Materialien nahe kommt.
Düsen: die grundlegende Wahl
Die in den Verbundwerkstoff-Filamenten enthaltenen Fasern sind sehr abrasiv und verschleißen die Standard-Messingdüsen schnell. Es ist daher unerlässlich, gehärteten Stahl, Edelstahl oder - für maximale Leistung - mit Rubin oder Wolframkarbid beschichtete Düsen zu verwenden. Auf DHM-online finden Sie verstärkte Düsen von Marken wie E3D, Slice Engineering, Bondtech und Phaetus, die mit allen wichtigen Extrusionssystemen kompatibel sind.
Drucktipps für Verbundwerkstoffe
Verwenden Sie immer verstärkte Düsen mit einem Durchmesser von mindestens 0,4 mm (besser 0,5-0,6 mm, um die Gefahr des Verstopfens zu verringern). Drucken Sie mit moderaten Geschwindigkeiten, um eine gute Haftung zwischen layer zu gewährleisten. Trocknen Sie Filamente auf Nylonbasis vor dem Druck gründlich. Verwenden Sie ein geeignetes Druckbett (PEI für PA-CF, Glas mit Klebstoff für PETG-CF). Reduzieren Sie das Kühlgebläse für nylon- und PC-basierte Materialien.
Typische Anwendungen
Verbundwerkstoff-Filamente finden in zahlreichen Bereichen Anwendung: Drohnen und UAVs (leichte und starre Teile), Automobil- und Motorsport (strukturelle Komponenten), Werkzeuge und Vorrichtungen (Dimensionsstabilität), Robotik (hochfeste mechanische Teile), funktionelle technische Prototypen und Formen sowie Produktionsanlagen.
Verbundwerkstoff-Filamente auf DHM-online
Auf DHM-online finden Sie eine große Auswahl an fasergefüllten Filamenten der besten Hersteller: Formfutura (Carbon Fill, Stone Fill, MetalFill), ColorFabb (PA-CF, Specials), TreeD Filaments (Carbon Fiber), 3DXTech (Carbon, Glass Fiber, ESD-Safe), Lehvoss (Luvocom Carbon), DSM (Novamid CF10) und viele andere. Jedem Produkt liegt ein vollständiges Datenblatt mit empfohlenen Druckparametern bei.
