Carbon- und Glasfaser-Filamente (CF/GF): was sie können und was nicht
erklären wir kurz, wenn du darauf zeigst oder tippst.
Filamente mit “CF” oder “GF” im Namen enthalten kurze, gehackte Carbon- oder Glasfasern. Sie gelten oft als die “starke” Variante eines Materials. Das stimmt nur zum Teil: Die Fasern machen Teile vor allem steifer und maßhaltiger, nicht automatisch belastbarer. Und sie verschleißen eine normale Düse in kurzer Zeit.
Was die Fasern bewirken
- Mehr Steifigkeit: Teile biegen sich unter Last weniger durch. Das ist der Hauptgrund für CF-Filamente, etwa bei Halterungen, Rahmen oder Vorrichtungen.
- Weniger Verzug: Die Fasern behindern das Schrumpfen beim Abkühlen. Gerade bei Nylon ist das ein großer Vorteil. PA-CF lässt sich oft deutlich leichter drucken als reines PA.
- Bessere Maßhaltigkeit: Teile bleiben näher am Sollmaß.
- Matte Optik: Schichtlinien fallen weniger auf, die Oberfläche wirkt edel und gleichmäßig.
- Weniger Gewicht: Carbon ist leicht, Bauteile werden bei gleicher Steifigkeit etwas leichter.
Was die Fasern nicht tun
Die Fasern im Filament sind sehr kurz, meist nur Bruchteile eines Millimeters. Mit den Endlosfasern eines echten Carbonteils, etwa eines Fahrradrahmens, hat das wenig zu tun.
Tests zeigen außerdem: Gegenüber dem Grundmaterial sinkt die Zugfestigkeit bei CF-Filamenten oft sogar, besonders zwischen den Schichten. Die Fasern verbinden sich nicht mit dem Kunststoff. Liegen sie genau an der Schichtgrenze, schwächen sie die Verbindung eher, als dass sie helfen. In Tests fiel der Verlust bei PETG-CF größer aus als bei PLA-CF.
Außerdem werden viele CF-Teile spröder. Sie brechen eher, statt sich vorher zu verbiegen.
Kurz gesagt: CF und GF lohnen sich, wenn ein Teil steif, maßhaltig und verzugsarm sein soll. Wenn es Schläge oder Zug aushalten muss, ist das Grundmaterial ohne Fasern manchmal die bessere Wahl. Mehr Festigkeit holst du oft einfacher über mehr Wände, siehe Wände und Deckschichten.
Carbon oder Glas?
| Carbonfaser (CF) | Glasfaser (GF) | |
|---|---|---|
| Steifigkeit | sehr hoch | hoch |
| Zähigkeit | eher spröde | gibt eher nach, bevor es bricht |
| Gewicht | leichter | schwerer |
| Farben | fast nur schwarz und dunkle Töne | viele Farben möglich |
| Preis | höher | meist günstiger |
| Düsenverschleiß | stark | stark |
Gehärtete Düse ist Pflicht
Carbon- und Glasfasern wirken in der Düse wie Schleifmittel. Eine normale Messingdüse weitet sich dadurch schon nach vergleichsweise wenig Material sichtbar auf. Die Folge sind ungenaue Maße, Unterextrusion und Fäden.
Hersteller schreiben für CF- und GF-Filamente deshalb ausdrücklich eine gehärtete Düse vor, zum Beispiel aus gehärtetem Stahl. Viele aktuelle Drucker haben eine solche Düse ab Werk, bei anderen lässt sie sich günstig nachrüsten. Prüfe das im Datenblatt deines Druckers. Steht dort nur “Messing” oder “Edelstahl”, ist die Düse nicht für CF und GF gedacht.
Gut zu wissen: Auch der Extruder kann verschleißen, wenn die Antriebsräder nicht gehärtet sind. Bei gelegentlicher Nutzung ist das meist kein Problem, bei viel CF-Druck lohnt sich ein Blick darauf.
Düsengröße: 0,4 oder 0,6 mm?
Die Fasern können sich in engen Düsen verhaken und sie verstopfen. Viele Hersteller geben 0,4, 0,6 und 0,8 mm als geeignet an, bei faserverstärktem Nylon wird 0,6 mm häufig ausdrücklich empfohlen.
- 0,4 mm: feinere Details, aber höheres Risiko, dass die Düse verstopft
- 0,6 mm: weniger Verstopfung, schnellerer Druck, etwas gröbere Details. Für Funktionsteile meist die bessere Wahl.
- 0,2 mm: für faserverstärkte Filamente ungeeignet
Die gängigen Basismaterialien
| Material | Typische Düse | Typisches Bett | Einsatz |
|---|---|---|---|
| PLA-CF | 210 bis 240 °C | 45 bis 65 °C | steife Teile, Optik, offener Drucker möglich |
| PETG-CF | 240 bis 270 °C | 60 bis 80 °C | steif, etwas wärmebeständiger als PLA-CF |
| PA-CF, PA-GF | 260 bis 300 °C | 100 bis 120 °C | technische Teile, Wärme, Verschleiß |
Die Werte stammen aus Herstellerangaben und schwanken je nach Marke. Die Spule geht vor. Für PA-CF gelten außerdem die gleichen Regeln wie für Nylon: trocknen vor jedem Druck, geschlossener Drucker. Details im Artikel Nylon (PA) drucken.
Auch faserverstärkte Filamente sollten trocken sein. Typische Angaben: PLA-CF wie PLA, PETG-CF bei rund 65 °C, PA-CF bei rund 80 °C für 8 bis 12 Stunden. Mehr unter Filament trocknen.
Gesundheit: Staub beim Schleifen und Schneiden
Beim Drucken selbst bleiben die meisten Fasern im Kunststoff gebunden. Es gibt aber Hinweise, dass einzelne Faserbruchstücke beim Drucken in die Luft gelangen. Wie viel das ist, ist bisher kaum gemessen.
Sicher ist: Beim Schleifen, Sägen, Bohren oder Feilen werden Fasern freigesetzt. Feine Fasern sollten nicht eingeatmet werden und reizen Haut und Augen.
- Nachbearbeitung möglichst nass schleifen
- dabei eine Atemschutzmaske tragen, mindestens FFP2
- Schleifstaub feucht aufwischen, nicht trocken fegen oder pusten
- Drucker mit HEPA-Filter oder gute Belüftung, Aktivkohle allein filtert keine Partikel
- Kammer vor dem Öffnen kurz abkühlen lassen
Allgemeine Hinweise zu Dämpfen und Partikeln findest du unter Sicherheit beim 3D-Druck.
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