3D-Druck mit Kohlefaser: welches CF-Filament für welches Bauteil

Beim 3D-Druck mit Kohlefaser wird Filament verwendet, das mit kurzgeschnittener Kohlefaser gefüllt ist. Dadurch wird ein Bauteil deutlich steifer und maßhaltiger als dasselbe Bauteil ohne Füllung. 3Descu druckt drei Kohlefaser-Qualitäten im FDM-Verfahren, alle mit Sofortpreis: Kohlefaser-gefüllt für Vorrichtungen, die ihre Position halten müssen, PETG CF für Halterungen, die sich in reinem PETG biegen, und ABS CF für große oder warme Bauteile, die sich in reinem ABS verziehen. Wählen Sie Faser für Steifigkeit, nicht für Schlagfestigkeit: Sie macht ein Bauteil biegesteifer und zugleich weniger tolerant gegenüber einem harten Schlag.

Alle drei kommen matt und leicht strukturiert aus der Maschine, was Schichtlinien kaschiert und oft keine Nachbearbeitung erfordert. Gedruckt werden sie als Filament auf der 3Descu Flotte von 200+ Druckern in Targu-Jiu, Rumänien.

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Die drei Kohlefaser-Qualitäten bei 3Descu: die wichtigsten Fakten

Koh­le­fa­ser-gefüllt
Ideal für	Vor­rich­tun­gen, die ihre Position halten müssen; steife tragende Hal­te­run­gen; Drohnen- und Ro­bo­ter­rah­men; Bauteile, die sonst aus Aluminium gefräst würden
Un­ge­eig­net für	Bauteile, die nachgeben müssen; schlag­be­las­te­te Bauteile; feine kos­me­ti­sche Details
Wärme	Hoch
Stei­fig­keit	Sehr hoch
Schlag­fes­tig­keit	Niedrig
Außen / UV	Nur kurz­fris­tig
Wasser und Che­mi­ka­li­en	Nicht bewertet
Ober­flä­che	Matt, leicht rau
Ma­te­ri­al­sei­te	Koh­le­fa­ser-gefüllt

PETG CF
Ideal für	Tragende Hal­te­run­gen und Be­fes­ti­gun­gen; Drohnen- und RC-Teile; Vor­rich­tun­gen, die sich nicht biegen dürfen; lange flache Teile, die sich in reinem PETG verziehen
Un­ge­eig­net für	Bauteile, die sich biegen statt brechen sollen; feine kos­me­ti­sche Details; trans­pa­ren­te oder glänzende Ober­flä­chen
Wärme	Mittel
Stei­fig­keit	Hoch
Schlag­fes­tig­keit	Niedrig
Außen / UV	Nur kurz­fris­tig
Wasser und Che­mi­ka­li­en	Gleiche Be­stän­dig­keit wie PETG
Ober­flä­che	Matt, leicht struk­tu­riert
Ma­te­ri­al­sei­te	PETG CF

ABS CF
Ideal für	Bauteile in der Nähe von Wärme; große flache Platten, die sich in reinem ABS wölben; Werkzeuge und Pro­duk­ti­ons­vor­rich­tun­gen; Gehäuse, die gebohrt oder mit Gewinde versehen werden
Un­ge­eig­net für	Bauteile, die nachgeben müssen; Au­ßen­tei­le, die mo­na­te­lang in direkter Sonne stehen; feine kos­me­ti­sche Details direkt aus der Maschine
Wärme	Hoch
Stei­fig­keit	Sehr hoch
Schlag­fes­tig­keit	Mittel
Außen / UV	Nicht geeignet
Wasser und Che­mi­ka­li­en	Nicht bewertet
Ober­flä­che	Matt; keine Ace­ton­glät­tung möglich
Ma­te­ri­al­sei­te	ABS CF

Für alle drei gilt: 13 Standardfarben im Rechner, auf Anfrage mit RAL- oder Pantone-Code; Bauteile bis 320 x 320 x 320 mm auf der Standardflotte und bis 500 x 500 x 500 mm auf den Großformatmaschinen; Schichthöhe von 0,12 mm bis 0,28 mm, standardmäßig 0,20 mm; und der Preis erscheint sofort aus Ihrer Datei.

Dies sind Arbeitseinstufungen für die Beratung zu einem Bauteil, keine Messwerte. Ein gedrucktes Bauteil hat nicht die Eigenschaften der Spule, aus der es stammt: Ausrichtung, Wände und Füllung verändern das Ergebnis. Notieren Sie daher jede kritische Last in den Anmerkungen zum Angebot.

Was Kohlefaser wirklich bringt: Steifigkeit, nicht Zähigkeit

"Kohlefaser" klingt nach Festigkeit, und genau dort beginnen falsche Bestellungen. Die Faser bringt zwei Dinge: Steifigkeit, also Widerstand gegen Biegung, und Maßhaltigkeit, also Formtreue beim Abkühlen und über die Zeit. Sie kostet Zähigkeit. Ein kohlefasergefülltes Bauteil widersteht Biegung; einem harten Schlag widersteht es nicht besser als sein Basispolymer, oft sogar schlechter.

Die richtige Frage ist also, wie das Bauteil versagt. Wenn es sich biegt, nachgibt oder langsam aus seiner Position kriecht, löst die Faser das Problem. Wenn es beim Herunterfallen oder bei einem Stoß bricht, macht die Faser es schlimmer, und die Antwort ist Polycarbonat oder PC-ABS; siehe den Polycarbonat-Ratgeber.

Zum Gewicht: Ein gedrucktes Kohlefaserteil ist leichter als das gefräste Aluminiumteil, das es manchmal ersetzt, aber es ist nicht so steif und nicht so fest wie Aluminium. Es ersetzt Aluminium dort, wo das Metall aus Bequemlichkeit und nicht wegen der Last gewählt wurde, etwa bei Vorrichtungen, Rahmen und Halterungen in Automatisierungszellen. 3Descu druckt kein Metall, ein Bauteil, das wirklich aus Metall sein muss, braucht also einen Metalllieferanten.

Welche Kohlefaser-Qualität für welche Aufgabe

Kohlefaser-gefüllt: Vorrichtungen, die sich nicht bewegen dürfen

Die steife Allzweck-Qualität für eine Vorrichtung, die ein Werkstück in Position hält, ein Aufnahmenest, eine Lehre oder einen Rahmen, der weder nachgeben noch kriechen darf.

PETG CF: das Upgrade für ein PETG-Teil, das sich biegt

PETG CF behält die Beständigkeit von PETG gegen Wasser und Reinigungsmittel und seine einfache Verarbeitung, bei deutlich weniger Nachgiebigkeit und viel weniger Verzug bei langer, flacher Geometrie. Wählen Sie es, wenn eine PETG-Halterung im Ruhezustand formstabil ist, sich aber unter Last biegt: Das Versagen, gegen das Sie konstruieren, ist Durchbiegung, nicht Bruch. Es ist abrasiv und druckt langsamer als reines PETG, was sich bei einem großen Auftrag in der Lieferzeit zeigt und nicht im Preis eines einzelnen Teils. Der PETG-Ratgeber behandelt das Basismaterial.

ABS CF: große oder warme Bauteile, die flach bleiben müssen

ABS CF löst genau das, was große ABS-Teile schwierig macht: die Schwindung. Eine lange flache Platte, die sich in reinem ABS wölben würde, bleibt in ABS CF formstabil und behält dabei die Wärmebeständigkeit und Bearbeitbarkeit von ABS. Bei der Schlagfestigkeit wird es mit Mittel eingestuft und ist damit die nachsichtigste der drei Qualitäten, falls an einer Linie einmal gegen eine Vorrichtung gestoßen wird. Anders als reines ABS lässt es sich nicht mit Aceton glätten, weil die Faser aus der angelösten Oberfläche hervorsteht. Der ABS-Ratgeber behandelt das Basismaterial.

Schnelle Entscheidungstabelle

Das Bauteil...	Wählen Sie
Muss ein Werkstück ohne Kriechen in Position halten	Koh­le­fa­ser-gefüllt
Ist eine PETG-Halterung, die sich unter Last biegt	PETG CF
Kommt mit Wasser oder Rei­ni­gungs­mit­teln in Kontakt und muss steif sein	PETG CF
Ist eine lange flache Platte, die sich in ABS wölbt	ABS CF
Sitzt nahe einer Wär­me­quel­le und muss ein Maß halten	ABS CF
Wird nach dem Druck gebohrt oder mit Gewinde versehen	ABS CF

Wann Kohlefaser die falsche Wahl ist

• Das Bauteil muss nachgeben. Schnappverbindungen, Filmscharniere und Clips brauchen Zähigkeit, nicht Steifigkeit. Nylon PA12 ist das Filament für wiederholtes Biegen; siehe den Nylon-PA12-Ratgeber.

• Das Bauteil wird schlagbelastet. Schutzabdeckungen und Gehäuse, die herunterfallen, gehören in Polycarbonat oder PC-ABS.

• Die Oberfläche ist das Ziel. Feine kosmetische Details, Glanz oder Transparenz liegen außerhalb dessen, was ein fasergefülltes Filament leistet. Kleine detaillierte Teile gehen in Harz.

• Das Bauteil steht monatelang im Freien. ABS CF ist für den Außeneinsatz nicht geeignet, und die anderen beiden Qualitäten nur kurzfristig. ASA ist das Filament für den Außenbereich.

Konstruktionsregeln für Kohlefaserteile

Die Konstruktionsregeln von 3Descu gelten für alle drei Qualitäten. Die wichtigsten Punkte:

• Die Schichtrichtung bestimmt weiterhin die Festigkeit. Die Faser versteift das Bauteil innerhalb jeder Schicht; die Verbindung zwischen den Schichten ist weiterhin das Basispolymer. Geben Sie in den Anmerkungen an, aus welcher Richtung die Last kommt.

• Setzen Sie das Material in die Wände. Eine steife Halterung ist wegen ihrer Außenhülle steif. Vier oder fünf Wände bringen mehr als zusätzliche Füllung; konstruieren Sie Wände in Vielfachen der 0,42-mm-Raupe.

• Nutzen Sie die Formstabilität bei langen Teilen. PETG CF und ABS CF sind die Lösung, wenn sich ein langes flaches Teil in der ungefüllten Qualität verzieht. Sehr lange Teile haben eigene Regeln, beschrieben im Ratgeber zum großformatigen 3D-Druck.

• Gewinde und Bohrungen. Verwenden Sie Gewindeeinsätze zum Einschmelzen für Verschraubungen, die mehr als einmal gelöst werden. Gehäuse aus ABS CF können nach dem Druck gebohrt oder mit Gewinde versehen werden.

• Nachbearbeitung. Die matte Oberfläche kaschiert Schichtlinien besser als jedes ungefüllte Filament und braucht oft keine Nachbearbeitung. Planen Sie bei ABS CF keine Acetonglättung ein.

Kohlefaser-Qualitäten im Vergleich zu ihren Basispolymeren

Material	Wärme	Stei­fig­keit
PETG	Mittel	Mittel
PETG CF	Mittel	Hoch
ABS	Hoch	Mittel
ABS CF	Hoch	Sehr hoch
Koh­le­fa­ser-gefüllt	Hoch	Sehr hoch
Nylon PA12	Hoch	Mittel

Material	Schlag­fes­tig­keit	Außen
PETG	Mittel	Nur kurz­fris­tig
PETG CF	Niedrig	Nur kurz­fris­tig
ABS	Hoch	Nicht geeignet
ABS CF	Mittel	Nicht geeignet
Koh­le­fa­ser-gefüllt	Niedrig	Nur kurz­fris­tig
Nylon PA12	Hoch	Nur kurz­fris­tig

Faser erhöht die Steifigkeit und senkt die Schlagfestigkeit. Das gesamte Sortiment finden Sie in der Übersicht der 3D-Druck-Materialien.

So bestellen Sie Kohlefaserteile bei 3Descu

1. Laden Sie die Datei hoch über den Rechner.

2. Wählen Sie FDM, dann Carbon Fiber Filled, PETG CF oder ABS CF, eine Farbe und eine Füllung. Erhöhen Sie die Wandanzahl bei Halterungen und Vorrichtungen.

3. Notieren Sie in den Anmerkungen die Lastrichtung, das Maß, das gehalten werden muss, und ob das Bauteil gebohrt oder mit Gewinde versehen wird.

4. Lassen Sie dieselbe Datei in den anderen beiden Qualitäten neu berechnen; ein Materialwechsel aktualisiert den Preis in Sekunden.

5. Absenden. Ein Mensch antwortet noch am selben Werktag mit dem bestätigten Preis.

Eine Kohlefaser-Qualität, die nicht in der Liste steht, etwa PA12-CF, läuft über "Custom material": Ein Ingenieur beschafft sie und antwortet noch am selben Werktag mit einem Preis. Der Mindestbestellwert beträgt €20 pro Auftrag, nicht pro Teil.

Kohlefaser-Filament in Kürze

• Kohlefaser-Filament macht ein Bauteil steifer und maßhaltiger als dasselbe Polymer ohne Füllung, nicht zäher.

• Steifste Qualitäten: Kohlefaser-gefüllt und ABS CF, beide mit Sehr hoch eingestuft. PETG CF wird mit Hoch eingestuft.

• PETG CF oder ABS CF: PETG CF bei Wasser, Reinigungsmitteln und PETG-Teilen, die sich biegen; ABS CF bei Wärme, großen flachen Teilen und Teilen, die gebohrt oder mit Gewinde versehen werden.

• Aluminium ersetzen: möglich bei Vorrichtungen, Rahmen und Halterungen, bei denen das Metall aus Bequemlichkeit und nicht wegen der Last gewählt wurde.

• Nachbearbeitung: meist keine. Die matte Oberfläche kaschiert Schichtlinien, und ABS CF lässt sich nicht mit Aceton glätten.

Eine Vorrichtung nützt nur, wenn sie stimmt

Ein Kohlefaserteil wird meist gekauft, um ein Maß zu halten, deshalb zählen die Prüfungen. Jedes CF-Angebot bei 3Descu liest ein Mensch, der die Qualität danach prüft, wie das Bauteil versagen wird, und die Antwort sagt es Ihnen, wenn eine andere Qualität besser passt. Auf Anfrage erhalten Sie Fotos aus jeder Fertigungsphase und einen Maßprüfbericht, kostenlos bei Aufträgen über €500, aus einem nach ISO 9001:2015 zertifizierten Qualitätssystem. Entspricht ein geliefertes Teil nicht der vereinbarten Spezifikation: Nachdruck oder Erstattung, schriftlich, gemäß Artikel 5.5 unseres Fertigungsvertrags.

Kostenloses Angebot anfordern und dieselbe Vorrichtung in allen drei Kohlefaser-Qualitäten kalkulieren.