PA-CF (Carbonfaser) im 3D-Druck – Eigenschaften, Varianten & Praxistipps

PA-CF kombiniert die Zähigkeit von Polyamid mit der Steifigkeit kurzer Carbonfasern. Ergebnis: sehr formstabile, präzise Bauteile mit matter Oberfläche und reduzierter Warping-Neigung gegenüber ungefülltem PA. Im Gegenzug ist PA-CF abrasiv – eine gehärtete Düse ist Pflicht – und Kanten können spröder brechen. Hier findest du sinnvolle Startwerte, Konstruktionshinweise (Faserlage!) und schnelle Fehlerbehebung.

Eigenschaften (Kurzüberblick)

  • Sehr steif, maßhaltig, geringe Kriechneigung; matte, technische Optik.
  • Geringeres Warping als PA; trotzdem warme, zugfreie Umgebung vorteilhaft.
  • Hygroskopisch (zieht Feuchte) – Drybox & Trocknung sind wichtig.
  • Abrasiv → Düse/Nozzle, ggf. Extruderzahnräder und Heatbreak beachten.
  • Anisotrop durch Faserorientierung: Lastpfade bei der Ausrichtung berücksichtigen.

PA-CF Varianten

VarianteMerkmaleEinsatz/Hinweise
PA6-CFSehr steif & zäh, etwas mehr FeuchteaufnahmeFunktionsteile, Vorrichtungen; Drybox essentiell.
PA12-CFGeringere Wasseraufnahme, druckfreundlicherHohe Maßstabilität, reduzierte Warping-Neigung.
Co-PA-CFAusgewogene Druckbarkeit & SteifigkeitGuter Allround-Typ für FFF/FDM.
Spezial (ESD, flammgehemmt)Additive für SonderanforderungenParameter strikt nach Datenblatt abstimmen.

Druckparameter (Startwerte)

ParameterRichtwertHinweise
Düsentemperatur255–285 °CStabiler Fluss vor „kühl“; je nach Typ/CF-Anteil.
Heizbett70–90 °CTrenn-/Haftschicht einplanen; „Elephant’s Foot“ kompensieren.
Gehäuse/Kammerzugfrei, warm (~40–60 °C)Großer Effekt auf Rissfreiheit/Verzug.
Lüfter0–20 %Nur für Brücken kurz erhöhen, sonst Verbund ↓.
Layerhöhe0,16–0,28 mm0,20 mm als Allround; feiner für Passungen.
GeschwindigkeitAußen 25–40 mm/sAußen langsamer = saubere Kanten, matte Optik.
Trocknung70–80 °C · 6–8 hDirekt aus Drybox drucken (r. F. < 20 %).
Düsegehärtet ≥0,5–0,6 mmMessing nutzt schnell ab → Dimensions-/Flowdrift!

Ausrichtung & Faserlage (entscheidend)

  • Perimeter = Faserrichtung: Festigkeit entlang der Bahnen ist am höchsten → Lastpfade mit Ausrichtung matchen.
  • Schraubdome/Bosse möglichst vertikal drucken → ringförmige Perimeter stützen den Einsatz.
  • Rippen statt Massiv: Steifigkeit ↑ bei Gewicht ↓; große Radien vermeiden Kerben.
  • Nahtführung planen (hinten/in Radien), um Kerbwirkung zu minimieren.

Haftung & Bauplattform

  • Untergrund: PEI/Glas mit dünner Trenn-/Haftschicht (z. B. Klebestift). Bei zu starkem Grip nach Abkühlen lösen.
  • Brim: 5–10 mm gegen Eckenlift; Raft nur bei Problemgeometrien.
  • Z-Offset exakt; „Elephant’s-Foot-Kompensation“ im Slicer nutzen.

Konstruktion & Verbindung

  • Perimeter vor Infill: 3–4 Außenwände; lokal 60–100 % unter Heatsets/Bossen.
  • Heatsets/Muttern bevorzugen; Randabstand ≥ 1,5× Ø; Boss mit Rippen & Radien (siehe Schrauben & Gewindeeinsätze).
  • Bohrungen/Passungen: CAD-Ø +0,2–0,4 mm; PA-typische Feuchte-Maßänderung berücksichtigen (Toleranzen).
  • Kleben: CA/Epoxy nach Anrauen/Entfetten; mechanisch verschrauben ist robuster.

Typische Einsatzbereiche

Leichtbau-Funktionsbauteile, Montage-/Werkstattteile, Präzisionshalter, Mechanik-Komponenten mit gefordertem E-Modul bei moderaten Temperaturen. Für dauerhafte UV-Exposition: ASA; für extreme Hitze: PC.

Fehlerbilder – Ursache & Abhilfe

ProblemUrsacheAbhilfe
Porige/raue OberflächeFeuchtes Filament70–80 °C trocknen (6–8 h); Drybox; Temp. feinjustieren.
Ecken heben abZu kaltes Bett/ZugluftBett 80–90 °C; Brim 5–10 mm; Gehäuse warm/zugfrei.
Layer-RisseZu kalt/zu viel LüfterHotend +5–10 °C; Lüfter 0–10 % außen; Kammer wärmen.
Maß driftet nach TagenFeuchte-Conditioning von PASpiel einplanen; ggf. vorkonditionieren; Passungen nacharbeiten.
Maße ändern sich über SpulenlebenDüsenverschleiß (abrasiv) → Flow ändert sichGehärtete Düse nutzen; Flow/K-Faktor regelmäßig prüfen; Düse rechtzeitig tauschen.

Mini-FAQ: PA-CF

Ist PA-CF weniger hygroskopisch als PA?
Etwas toleranter im Druckverhalten, aber weiterhin hygroskopisch. Drybox bleibt wichtig.
Brauche ich zwingend eine gehärtete Düse?
Ja. Messingdüsen verschleißen schnell → Maß-/Flowdrift und raues Druckbild.
Hilft eine Kammer wirklich?
Ja. Warme, zugfreie Umgebung reduziert Warping und Layer-Risse deutlich, besonders bei großen Teilen.
Wie richte ich für maximale Steifigkeit aus?
Perimeter in Last­richtung legen (Bauteil so drehen, dass Außenbahnen parallel zum Hauptzug verlaufen).
Wann PA-CF statt PC?
Wenn niedriges Gewicht, matte Optik, hohe Steifigkeit und gute Maßhaltung bei moderaten Temperaturen im Fokus stehen.

Weiterführende Themen

Weitere Materialien

PA-CF liefert steife, präzise und leichte Bauteile. Erfolgsgaranten sind trockenes Material, eine warme, konstante Umgebung und verschleißfeste Hardware.