In diesem Artikel werden wir über das PETG Carbon Filament sprechen, seine Vor- und Nachteile sowie mögliche Anwendungsmöglichkeiten. Außerdem werdet ihr Tipps dazu erhalten, wie ihr PETG CF im 3D-Druck besser nutzen könnt.
Was ist PETG CF Filament?
PETG CF-Filament (PETg Carbon Filament oder PETG mit Kohlefaser) ist ein spezieller 3D-Druck-Filamenttyp, der aus einer Mischung von PETG (Polyethylenterephthalatglykol) und Kohlenstofffasern besteht.
PETG-Filament ein weit verbreitetes Druckmaterial für 3D Drucker. Eine hohe Layerhaftung, geringer Verzug (Warping) und geringe Drucktemperaturen zwischen 220 – 240°C sind Voraussetzungen für eine einfache und problemlose Verarbeitung auf allen gängigen 3D-Druckern.
PETG ist ein Material, das für seine Beständigkeit gegen Chemikalien und Feuchtigkeit bekannt ist.
Das macht es zu einem guten Verbundwerkstoff für Kohlefaser, die solchen Einwirkungen ausgesetzt sind. PETG-CF Filament kann beispielsweise für Bauteile eingesetzt werden, die mit Kühlmitteln oder Schmierstoffen in Kontakt kommen, oder auch für Bauteile in Außenbereichen.
Die Zugabe von Kohlenstofffasern in 3D Filamenten verbessert sowohl die Festigkeit als auch die Steifigkeit. Die zusätzliche Festigkeit und erhöhte Steifigkeit durch die zugeführten Fasern führt zu einem besseren Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, wodurch leichtere, stärkere Teile in geringerer Druckzeit entstehen.
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe vereinen die Qualitäten und Leistungseigenschaften von Carbonfasern mit dem Polymermaterial, das sie verstärken. Die Druckbarkeit und einfache Verwendung eines Standard-Thermoplasts wie PETG wird durch die Zugabe von geschnittenen Kohlenstofffasern deutlich verbessert.
Anforderungen für optimales PETG Kohlefaser 3D Drucken
Beim FFF-3D-Druck werden fast ausschließlich geschnittene Kohlenstofffasern verwendet. Diese kleinen Fasern werden als Verstärkungsmaterial in einen Standardthermoplast gemischt. Grundsätzlich kann PETG mit Kohlefaser wie jedes andere PETG-Filament verarbeitet werden. Für perfekte Ergebnisse beim PETG Kohlefaser 3D Drucken gibt es jedoch ein paar Anforderungen, die zu beachten sind:
1. Spannung
Das Filament steht aufgrund seiner hohen Steifigkeit sehr unter Spannung, achten Sie darauf beim ersten Öffnen der Verpackung.
2. Gehärtete Düse
3D Carbon Filament ist abrasiv und kann eine normale Messingdüse bei mehrfachem Gebrauch schneller verschleißen. Eine Düse aus gehärtetem Stahl ist daher eine Voraussetzung für einen 3D-Drucker, um CF-Filament zu verarbeiten.
3. Beheiztes Druckbett
Wie bei PETG ist auch bei PETG-CF Filament ein beheiztes Druckbett notwendig, um sicherzustellen, dass die erste Druckschicht auf dem Druckbett haftet. Ohne eine solide erste Schicht kann die Qualität der übrigen Druckschichten stark beeinträchtigt werden.
4.Druckausrichtung
Die Zugabe von CF erhöht die Zugfestigkeit, kann aber bei falscher Handhabung zu einer Verringerung der Schichthaftung führen. Um die geringe Duktilität des Materials auszugleichen, richten Sie das Bauteil in Richtung der Spannung oder Belastung aus.
Vorteile von 3D Carbon Filament
Die Verwendung von Carbon-Filamenten in 3D-Druckprojekten bringt einige beachtliche Vorteile mit sich, die es lohnenswert machen, dieses Material in Betracht zu ziehen. Hier sind einige der wichtigsten Pluspunkte:
1. HOHE FESTIGKEIT
Die wichtigste Eigenschaft von Carbonfaser-3D-Druckerfilament ist die hohe Festigkeit, die den Schlüssel zu seiner Leistung - und seiner Attraktivität als 3D-Druckmaterial - darstellt. Kohlefaser bietet ein gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht.
2. FORMBESTÄNDIGKEIT
Die hohe Festigkeit und Steifigkeit der Kohlefaser verringert die Tendenz zur Formschwindung und trägt so zu ihrer hervorragenden Dimensionsstabilität bei, die für Bauteile, die präzise Abmessungen und enge Toleranzen erfordern, unerlässlich ist.
3. GERINGERE NACHBEARBEITUNG ERFORDERLICH
CF-Filamente machen Schichtlinien weniger auffällig. Dadurch erhalten Sie eine bessere Oberflächenqualität und Haptik, wodurch Nachbearbeitungen wie Schleifen entfallen.
4. STEIFIGKEIT
Bauteile aus 3 PETG Carbon Filament behalten auch bei hoher Belastung ihre Form. Im Gegensatz zu anderen Materialien, bei denen Festigkeit und Haltbarkeit gegen Steifigkeit eingetauscht werden, gewährleistet die Steifigkeit von Kohlenstofffasern strukturelle Integrität.
5. Leichtgewichtig
Trotz ihrer Stärke bleiben PETG-CF-Teile leicht, was sie zur idealen Wahl für Anwendungen macht, bei denen die Gewichtsreduktion entscheidend ist.
6. Beständigkeit gegen Chemikalien
PETG ist von Natur aus resistent gegen verschiedene Chemikalien, und die Zugabe von Kohlenstofffasern erhöht diese Beständigkeit noch weiter, was es für Anwendungen in korrosiven oder chemisch aggressiven Umgebungen geeignet macht.
7. Kostenwirksam
Obwohl PETG-CF teurer ist als Standard-Filamente, können seine verbesserten Eigenschaften oft die höheren Materialkosten ausgleichen, indem sie den Bedarf an sekundärer Verarbeitung oder den Einsatz herkömmlicher Herstellungsmethoden reduzieren.
8. Umweltvorteile
Einige PETG-CF-Filamente werden aus recyceltem Industrieabfall oder anderen nachhaltigen Materialien hergestellt, was zu einem umweltfreundlicheren Ansatz für den 3D-Druck beiträgt. Dank moderner Technologien bieten solche Filamente dieselbe Qualität wie herkömmliche PETG-Carbon-Filamente und tragen gleichzeitig zur Kreislaufwirtschaft bei. Nobufil PETG CF ist ein Beispiel dafür.
Nachteile von PETG CF-Filamenten
Hier sind die Hauptnachteile bei der Verwendung von PETG CF (PETG Carbon Fiber) Filamenten im 3D-Druck:
Kosten: PETG CF-Filamente sind in der Regel teurer als Standard-Filamente, was die Gesamtkosten deiner 3D-Druckprojekte erhöhen kann.
Abrieb: Die abrasive Natur der Kohlenstofffasern im Filament kann die Düse des Druckers schneller abnutzen, was den Einsatz einer gehärteten Stahldüse erforderlich macht, was zu zusätzlichen Kosten führt.
Drucktemperatur: PETG CF erfordert in der Regel höhere Drucktemperaturen im Vergleich zu normalem PETG, was die Kompatibilität mit einigen 3D-Druckern einschränken kann, die diese Temperaturen nicht erreichen oder aufrechterhalten können.
Sprödigkeit: Die erhöhte Steifigkeit durch die Kohlenstofffasern kann gedruckte Teile spröder machen und sie anfälliger für Brüche oder Zerbrechen unter Belastung.
Schichthaftung: Bei unsachgemäßer Handhabung kann die Zugabe von Kohlenstofffasern die Schichthaftung verringern und spezifische Anpassungen bei der Druckausrichtung erfordern, um die strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten.
Wo wird Carbon 3D Filament eingesetzt
Hauptanwendung für CF-Filament ist der Werkzeug- und Vorrichtungsbau, wo Halterungen, die beim Fräsen, Bohren und anderen spanabhebenden Verfahren eingesetzt werden, um bestimmte Teile während der verschiedenen Phasen ihrer Herstellung an Ort und Stelle zu halten, oder diese von einem Bearbeitungsschritt zum nächsten zu befördern.
Halterungen aus 3D-Druck sind dafür sehr gut geeignet, da sie an die jeweilige Anwendung angepasst werden, und bei Abnutzung durch häufigen Gebrauch einfach und günstig nachproduziert werden können. Ein weiter Vorteil ist, dass die Teile auch einfach vor Ort gedruckt werden können und damit Zeit und Kosten gespart werden können. Gleichzeitig bleibt das Know-How im Unternehmen und es müssen keine Informationen an externe Unternehmen weitergegeben werden.
Was man mit Carbon-Filament 3D drucken kann?
Hier sind einige 3D-Druck-Ideen, was du mit 3D-Carbon-Filamenten drucken kannst:
Drohnenrahmen: Kohlefaser bietet das notwendige Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht für leichte und dennoch robuste Drohnenrahmen.
Fahrzeugteile: Von maßgefertigtem Autozubehör bis zu strukturellen Komponenten verbessert der 3D-Druck mit Kohlefaser die Leistung und das Erscheinungsbild von Fahrzeugen.
Aerospace-Komponenten: Hochfeste, leichte Teile für Luft- und Raumfahrtanwendungen, wie Halterungen und Befestigungen.
Prototypen: Ingenieure und Designer verwenden den 3D-Druck mit Kohlefaser oft zur Erstellung von Prototypen verschiedener Produkte.
Fahrradrahmen: Hochleistungs-Fahrradrahmen mit ausgezeichneter Steifigkeit und Haltbarkeit.
Teile für Robotik: Maßgefertigte Roboter-Teile und Komponenten für Industrie- und Forschungsroboter.
Sportartikel: Gegenstände wie Eishockeyschläger, Fahrradpedale und Komponenten für Bogenschießen profitieren von den Eigenschaften von Kohlefaser.
Medizinische Geräte: Einige medizinische Geräte und Prothesen verwenden Kohlefaser aufgrund ihrer Festigkeit und Leichtbauweise.
Unterhaltungselektronik: Maßgefertigte Gehäuse, Halterungen und Zubehörteile für Gadgets und Geräte.
Werkzeuge und Werkzeughalter: Strapazierfähige und leichte Werkzeuge sowie Halterungen zur Werkzeugorganisation in Werkstätten.
Insgesamt kannst du mit Kohlefilamenten in verschiedenen Bereichen viele Dinge drucken.
3D-Druckeranforderungen für den Druck mit Carbon 3D Filament
Der Einsatz von Carbon 3D Filament erfordert spezifische Anforderungen an deinen 3D-Drucker, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Dieses 3D Filament kann aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften und der Zugabe von Kohlenstofffasern einige zusätzliche Ansprüche an die Drucktechnik stellen. Hier sind die wesentlichen Anforderungen, die du beachten solltest:
Gehärtete Düse: Carbon 3D Filament ist abrasiv und kann eine normale Messingdüse bei wiederholtem Gebrauch schneller abnutzen. Daher ist eine Düse aus gehärtetem Stahl nahezu unverzichtbar, um Carbon-Filament effizient zu verarbeiten. Eine gehärtete Düse widersteht dem Verschleiß und sorgt für eine längere Lebensdauer deines Druckers.
Beheiztes Druckbett: Ähnlich wie bei herkömmlichem PETG ist auch beim Druck mit Carbon 3D Filament ein beheiztes Druckbett notwendig, um sicherzustellen, dass die erste Druckschicht auf dem Druckbett haftet. Ohne eine solide erste Schicht kann die Qualität der übrigen Druckschichten erheblich beeinträchtigt werden. Stelle sicher, dass dein 3D-Drucker über ein funktionierendes und präzise einstellbares beheiztes Bett verfügt.
Druckausrichtung: Die Zugabe von Kohlenstofffasern erhöht die Zugfestigkeit deiner Drucke, kann jedoch bei unsachgemäßer Ausrichtung zu einer Verringerung der Schichthaftung führen. Um die geringe Duktilität des Materials auszugleichen, solltest du Teile in Richtung der erwarteten Spannung oder Belastung ausrichten. Dies stellt sicher, dass die Drucke trotz der Zugabe von Carbon-Fasern ihre strukturelle Integrität beibehalten.
Hotend-Temperatur und Extrusion: Carbon 3D Filament erfordert in der Regel höhere Extrusionstemperaturen als reines PETG. Stelle sicher, dass dein 3D-Drucker die erforderliche Hotend-Temperatur zuverlässig erreichen und halten kann. Die genauen Temperatureinstellungen variieren je nach der spezifischen Marke des Carbon-Filaments, das du verwendest. Konsultiere die Empfehlungen des Filamentherstellers und experimentiere, um die optimale Temperatur für deine Anforderungen zu ermitteln.
Diese Anforderungen sind entscheidend, um hochwertige und zuverlässige Druckergebnisse mit Carbon 3D Filament zu erzielen. Die richtige Ausrüstung und die sorgfältige Kalibrierung deines 3D-Druckers gewährleisten, dass du das volle Potenzial dieses Materials nutzen kannst. Beachte diese Anforderungen und überwache deine Drucke genau, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Tipps zur Verbesserung der Druckqualität mit PETG Carbon-Filamenten
Druckgeschwindigkeit und Kühlung: Bei der Arbeit mit PETG Carbon-Filamenten ist es wichtig, das richtige Gleichgewicht zwischen Druckgeschwindigkeit und Kühlung zu finden. PETG kann empfindlich auf schnelle Kühlung reagieren, daher solltest du übermäßige Lüftergeschwindigkeiten vermeiden. Erhöhe die Lüftergeschwindigkeit nur schrittweise, wenn es notwendig ist, um Überhitzung zu verhindern, insbesondere bei kleinen und komplexen Details.
Retraktions-Einstellungen: Die richtigen Retraktions-Einstellungen sind entscheidend, um das Verfädeln und Tropfen von Material zu vermeiden. Experimentiere mit den Retraktionsabständen und -geschwindigkeiten, um die optimalen Werte für deine spezielle Drucker-Filament-Kombination zu finden.
Schichthöhe: Wähle die geeignete Schichthöhe. Obwohl PETG verschiedene Schichthöhen verarbeiten kann, kann die Auswahl der richtigen erheblichen Einfluss auf die Oberflächenqualität und Festigkeit des endgültigen Drucks haben. Eine Schichthöhe zwischen 0,2 mm und 0,3 mm ist oft ein guter Ausgangspunkt.
Haftung auf dem Druckbett: PETG Carbon-Filamente haften gut auf einem beheizten Druckbett. Stelle sicher, dass dein Druckbett sauber und richtig nivelliert ist. Das Auftragen einer dünnen Schicht eines geeigneten Haftmittels wie Klebestift oder PET-Band kann die Haftung zusätzlich verbessern.
Teil-Kühlung: Während du schnelle Kühlung während des Drucks vermeiden möchtest, achte darauf, dass der Lüfter für die Teil-Kühlung eingeschaltet ist und ordnungsgemäß funktioniert. Eine angemessene Kühlung ist wichtig für stabile Überhänge und Brücken, jedoch solltest du darauf achten, den Druck nicht zu stark zu kühlen.
Drucker-Gehäuse: Ziehe in Betracht, einen Drucker-Gehäuse zu verwenden. Dies kann dazu beitragen, eine stabile und gleichmäßige Temperatur in der Druckkammer aufrechtzuerhalten, wodurch das Risiko von Verzug verringert und die Schichthaftung verbessert wird.
Kalibrierung der ersten Schicht: Beachte besonders die erste Schicht. Stelle sicher, dass sie sich ordnungsgemäß auf der Bauplatte absetzt. Passe die Einstellungen für die erste Schicht deines Druckers an, um die erste Schicht genau richtig zu gestalten.
Trockenes Filament: PETG kann empfindlich auf Feuchtigkeitsaufnahme reagieren, was zu Qualitätsproblemen beim Druck führen kann. Lagere dein PETG Carbon-Filament in einem trockenen und luftdichten Behälter mit Trockenmittel, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern. TIP: Finde weitere Tipps zum Trocknen von 3D-Filamenten in diesem Guide.
Anpassung des Materialflusses: Je nach deinem speziellen Drucker und der Marke des PETG Carbon-Filaments, das du verwendest, musst du möglicherweise den Materialfluss feinabstimmen, um optimale Druckqualität zu erzielen. Die Anpassung des Extrusionsmultiplikators kann helfen, die Menge des extrudierten Materials zu kontrollieren.
Nachbearbeitung: Erwäge Nachbearbeitungstechniken wie Schleifen, Polieren oder die Verwendung von Epoxidharz, um die Oberflächenqualität und Festigkeit deiner PETG Carbon-Drucke weiter zu verbessern.
Denke daran, dass 3D-Druck ein iterativer Prozess ist und es einige Experimente erfordern kann, um die perfekten Einstellungen für deinen speziellen Drucker und die Marke des PETG Carbon-Filaments zu finden, das du verwendest. Überwache deine Drucke regelmäßig und nimm Anpassungen vor, um die besten Ergebnisse zu erzielen.
Fazit
In diesem Artikel haben wir einen detaillierten Einblick in das PETG Carbon 3D Filament gewonnen, seine Vor- und Nachteile beleuchtet und die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten dieses Materials erkundet. Zusätzlich haben wir wertvolle Tipps zur Optimierung des 3D-Drucks mit PETG CF präsentiert.
Die Zugabe von Kohlenstofffasern in 3D-Druckfilamente verbessert sowohl die Festigkeit als auch die Steifigkeit, was zu leichteren und dennoch stärkeren Teilen führt. Dies ist besonders nützlich in Branchen wie dem Werkzeug- und Vorrichtungsbau, wo maßgeschneiderte Bauteile benötigt werden, die widrigen Bedingungen standhalten müssen.
Die Verwendung von 3D Carbon Filament bietet eine Reihe von Vorteilen, darunter hohe Festigkeit, Formbeständigkeit, geringen Bedarf an Nachbearbeitung und ausgezeichnete Steifigkeit. Diese Eigenschaften machen es zu einer attraktiven Option für Projekte, bei denen Präzision und Stabilität entscheidend sind.
Insgesamt eröffnet das PETG Carbon Filament im 3D-Druck neue Möglichkeiten und erlaubt es Unternehmen, Teile effizienter herzustellen und anzupassen, während sie gleichzeitig Kosten sparen und ihr Fachwissen im eigenen Haus behalten. Dieses innovative Material ist zweifellos eine Bereicherung für die Welt des 3D-Drucks und bietet spannende Perspektiven für die Zukunft.
Kürzlich ist ein neues PETG Carbon Filament auf dem Markt erschienen. Es handelt sich um ein Nobufil PETG CF, das aus recyceltem Industrieabfall hergestellt wurde. Obwohl es aus recyceltem Material hergestellt ist, ist die Qualität immer noch fantastisch, ganz zu schweigen vom Preis.
Der Hersteller des 3D-Materials bietet jetzt ein großartiges Angebot für PETG Carbon Filament an:
1 kg zum Preis von 39,90 Euro, wenn du den Aktionscode PETGCF20 verwendest.
