“CF-Filament” ist kein einheitliches Material – die sieben carbonfaserverstärkten Werkstoffe im Portfolio unterscheiden sich in Zugfestigkeit, Temperaturbeständigkeit und Verarbeitungsaufwand teils um den Faktor drei. Wer nur “Carbon” bestellt, bekommt nicht automatisch das passende Bauteil.
Die sieben CF-Materialien im Überblick
| Material | Basis-Polymer | Zugfestigkeit | Wärmeformbeständigkeit |
|---|---|---|---|
| PETG-CF | PETG Co-Polyester | ~55–70 MPa | ~75–85 °C |
| PC-CF | Polycarbonat | ~65–80 MPa | ~130–145 °C |
| PET-CF | PET Homopolymer | ~65–80 MPa | ~80–100 °C |
| PA-CF (PA12-CF) | Polyamid 12 | ~80–110 MPa | ~175–180 °C |
| PAHT-CF | Hochtemperatur-Polyamid | ~90–120 MPa | ~150–200 °C |
| PPA-CF | Polyphthalamid (semi-aromatisch) | ~168 MPa | ~227 °C |
| PPS-CF | Polyphenylensulfid | ~87 MPa | ~264 °C |
Alle sieben erfordern zwingend eine gehärtete Stahldüse (mindestens 0,4 mm) – die abrasiven Kurzfasern verschleißen Standard-Messingdüsen innerhalb von Stunden. PPA-CF und PPS-CF setzen zusätzlich ein geschlossenes Hochtemperatur-Drucksystem mit beheizter Kammer voraus.
Einstieg: PETG-CF
Die einfachste Wahl in der CF-Familie. PETG-CF erhöht die Steifigkeit gegenüber Standard-PETG spürbar, bleibt aber deutlich einfacher zu verarbeiten als die Polyamid-Varianten – kein aktives Trocknen während des Drucks nötig. Für Bauteile, die mehr Steifigkeit als Standard-PETG brauchen, aber keine hohe Betriebstemperatur.
Typisch: steife Innenbauteile, Halterungen ohne Wärmelast.
Mittleres Temperaturfenster: PET-CF und PC-CF
PET-CF punktet mit hoher Maßhaltigkeit durch die Homopolymer-Matrix – wichtig bei Präzisionsbauteilen mit engen Toleranzen. Chemisch beständig, aber thermisch limitiert auf ca. 100 °C.
PC-CF verbindet die Zähigkeit von Polycarbonat mit CF-Steifigkeit und erreicht bis 145 °C HDT. Die Wahl, wenn ein Bauteil sowohl steif als auch schlagzäh sein muss – ein Kompromiss, den reine PA-CF-Varianten nicht bieten.
Hochleistung: PA-CF, PAHT-CF, PPA-CF
Die drei Polyamid-basierten CF-Materialien bilden die Spitze der mechanischen Leistungsfähigkeit – erfordern aber zwingend eine beheizte, aktiv trocknende Filamentkammer während des Drucks, da Polyamide stark hygroskopisch sind.
- PA-CF (PA12-Basis): bis 180 °C, ~80–110 MPa. Das meistgenutzte Hochleistungs-CF für tragende Strukturbauteile im Maschinenbau.
- PAHT-CF: bis 200 °C, ~90–120 MPa. Thermisch zwischen PA-CF und PPA-CF angesiedelt – für Motorraum- und Ofenumgebungen.
- PPA-CF: 168 MPa Zugfestigkeit und Biege-E-Modul 9.860 MPa (X-Y, Herstellerdatenblatt), Wärmeformbeständigkeit 227 °C. Das steifste CF-Filament im Portfolio – metallnahe Formsteifigkeit für höchstbelastete Strukturbauteile als Aluminium-Alternative.
Der Sonderfall: PPS-CF für Chemie und Hitze
PPS-CF ist kein Polyamid, sondern carbonverstärktes Polyphenylensulfid – und spielt in einer eigenen Liga, wenn es nicht um maximale Festigkeit, sondern um Beständigkeit geht. Laut Herstellerdatenblatt: Wärmeformbeständigkeit 264 °C, nur 0,05 % Wasseraufnahme, beständig gegen Säuren, Laugen, organische Lösungsmittel und Öle, dazu selbstverlöschend. Die Zugfestigkeit liegt mit 87 MPa unter den Polyamid-CF, dafür bleibt PPS-CF auch in feuchter oder chemisch aggressiver Umgebung und bei Dauertemperaturen von 200–250 °C maßhaltig. Für Fluid- und Chemieanwendungen, wo PA-CF thermisch oder chemisch nicht mehr ausreicht.
Faustregel zur Auswahl
Betriebstemperatur und Medium sind der erste Filter:
- Bis 85 °C, unkritische Steifigkeit → PETG-CF
- Bis 100 °C, hohe Maßhaltigkeit gefordert → PET-CF
- Bis 145 °C, Schlagzähigkeit wichtig → PC-CF
- Bis 180 °C, maximale Steifigkeit → PA-CF
- Bis 200 °C → PAHT-CF
- Höchste Steifigkeit / metallnah, bis ~227 °C → PPA-CF
- Chemikalien-/Kraftstoffkontakt, Feuchte oder Dauerhitze bis 264 °C → PPS-CF
Danach erst die Feinauswahl nach Zugfestigkeit, chemischer Beständigkeit und Verarbeitungsaufwand.
Bei Unsicherheit zur Materialwahl: Jede Anfrage enthält eine kostenlose Materialberatung – auch zur Frage, ob CF überhaupt nötig ist oder ein glasfaserverstärktes Material (GF) für den Einsatzfall ausreicht.