CF-PETG – Carbonfaser

CF-PETG kombiniert die einfache Verarbeitbarkeit von PETG mit der Steifigkeit kurzer Carbonfasern — und ist damit eines der zugänglichsten faserverstärkten Filamente überhaupt. Wer CF-PETG 3D Druck für funktionale Bauteile einsetzt, bekommt spürbar steifere Teile, eine matte, hochwertige Oberfläche und deutlich weniger Warping als beim Basis-PETG. Gleichzeitig bleibt die Verarbeitung unkompliziert: kein geschlossener Bauraum nötig, moderate Temperaturen, gutmütiges Druckverhalten.

Der typische Carbonfaseranteil liegt je nach Hersteller bei etwa 10–20 %. Die Fasern sind gehäckselt (chopped fibers), meist 0,1–0,3 mm lang, und werden bereits bei der Filamentherstellung in die PETG-Matrix eingearbeitet. Das Ergebnis ist kein "Carbon-Bauteil" wie aus dem Autoklaven — aber ein Kunststoff, der sich unter Last deutlich weniger verformt und dabei präziser druckt.

In diesem Artikel erfährst du, wann sich CF-PETG lohnt, welche Druckparameter funktionieren, wo die Grenzen liegen und wie es sich gegen PETG und PA-CF schlägt.

Was ist CF-PETG und wie wirken die Carbonfasern?

Die Basis ist gewöhnliches PETG (Polyethylenterephthalat, glykolmodifiziert) — ein Copolyester mit guter Chemikalienbeständigkeit und Schlagzähigkeit. Die eingearbeiteten Carbonfaser-Schnipsel wirken in der Matrix wie eine mikroskopische Bewehrung:

• Höhere Steifigkeit (E-Modul): Der Zug-E-Modul steigt gegenüber Basis-PETG typischerweise um 50–100 %. Bauteile biegen sich unter Last deutlich weniger durch.
• Bessere Dimensionsstabilität: Die Fasern reduzieren die thermische Schrumpfung. CF-PETG neigt kaum zu Warping — auch bei großen, flachen Bauteilen.
• Matte Oberfläche: Die Fasern streuen das Licht. Druckschichten fallen optisch kaum auf, Teile wirken "technisch" und hochwertig — ganz ohne Nachbearbeitung.
• Geringere Neigung zu Stringing: CF-PETG oozt weniger als reines PETG, weil die Fasern die Schmelze zäher machen.

Wichtig zu verstehen: Kurzfasern erhöhen vor allem die Steifigkeit, nicht die Bruchfestigkeit. Die Schlagzähigkeit sinkt gegenüber reinem PETG sogar leicht — CF-PETG ist spröder. Wer maximale Zähigkeit braucht, ist bei PETG oder PCTG besser aufgehoben. Einen Überblick über die Wirkweise von Faserfüllungen generell findest du im Artikel zu faserverstärkten Filamenten.

CF-PETG 3D Druck: Druckparameter in der Praxis

CF-PETG druckt sich ähnlich wie normales PETG, verlangt aber etwas höhere Düsentemperaturen und zwingend eine verschleißfeste Düse. Die folgenden Bereiche decken die gängigen Hersteller-Compounds ab — die konkrete Charge kann abweichen, ein Blick aufs Datenblatt lohnt immer (siehe auch Hersteller und Chargen):

Der wichtigste Punkt ist die Düse: Carbonfasern sind abrasiv und fräsen eine Messingdüse innerhalb weniger hundert Gramm Filament aus. Die Folge sind schleichende Maßabweichungen und Unterextrusion. Gehärteter Stahl, Rubin oder beschichtete Düsen sind Pflicht — Details dazu im Leitfaden zur Düsenwahl.

Ebenfalls kritisch: Trocknung. PETG ist hygroskopisch, und die Faserfüllung ändert daran nichts. Feuchtes CF-PETG zeigt Bläschen, matte Bruchflächen und deutlich schlechtere Schichthaftung. Vor dem Druck 4–6 Stunden bei 60–65 °C trocknen — mehr dazu unter Filamenttrocknung.

Mechanische Eigenschaften: Was CF-PETG kann — und was nicht

Realistische Erwartungen sind bei faserverstärkten Filamenten entscheidend. Kurzfaser-CF-PETG ist kein Ersatz für gefräste Aluteile oder endlosfaserverstärkte Composites. Was du bekommst:

• Steifigkeit: deutlich höher als PETG — Halterungen, Ausleger und Rahmen verformen sich unter Dauerlast spürbar weniger.
• Kriechverhalten: besser als unverstärktes PETG. Verschraubte oder dauerhaft belastete Teile behalten ihre Form länger.
• Temperaturformbeständigkeit: geringfügig besser als PETG, typischerweise im Bereich 70–80 °C. Für heiße Umgebungen (Motorraum, Dauerbetrieb über 80 °C) sind PA-CF oder PC die bessere Wahl.
• Anisotropie: Die Fasern richten sich in Druckrichtung (XY) aus. In Z-Richtung — also über die Schichtgrenzen — verstärken sie nichts. Die Bauteilausrichtung entscheidet daher massiv über die Belastbarkeit; siehe Bauteilausrichtung.

Was CF-PETG nicht kann: hohe Schlagzähigkeit (spröder als PETG), Dauereinsatz über 80 °C, und es ist elektrisch nicht als leitfähig zu betrachten, auch wenn Carbonfasern grundsätzlich leiten — der Fasergehalt und die Verteilung reichen dafür nicht zuverlässig aus.

Typische Anwendungen

CF-PETG ist das Arbeitspferd für funktionale Teile, die steif, maßhaltig und optisch sauber sein sollen, aber keine Extrembedingungen sehen:

• Halterungen und Brackets: Kamerahalterungen, Sensorhalter, Wandhalterungen — überall dort, wo sich PETG unter Last langsam durchbiegen würde.
• Drucker- und Maschinenteile: Extruder-Bauteile, Riemenspanner, Führungen. Die Maßhaltigkeit macht CF-PETG bei Ersatz- und Umbauteilen beliebt — passend dazu der Artikel Ersatzteile aus dem 3D-Drucker.
• Gehäuse und Abdeckungen: Die matte Oberfläche kaschiert Layerlinien; Elektronikgehäuse sehen ab Drucker fertig aus. Konstruktionstipps im Leitfaden Gehäuse-Konstruktion.
• Vorrichtungen und Lehren: Bohrschablonen, Montagehilfen, Prüfaufnahmen — Steifigkeit plus Maßhaltigkeit sind hier genau das Anforderungsprofil.
• Drohnen- und RC-Teile: Rahmen, Kameramounts, Halter — steif bei geringem Gewicht (Dichte ca. 1,25–1,35 g/cm³).

CF-PETG vs. PETG, PA-CF und ABS — wann welches Material?

Die Einordnung fällt leichter im direkten Vergleich:

Kurz gefasst: Reicht die Steifigkeit von PETG, nimm PETG — es ist zäher und günstiger (Details im Vergleich PETG vs. CF-PETG). Brauchst du Steifigkeit plus einfache Verarbeitung, ist CF-PETG der Sweet Spot. Erst wenn Temperatur über 80 °C, hohe Dauerlast oder Verschleißfestigkeit gefordert sind, lohnt der Schritt zu PA-CF — mit allen Mehraufwänden bei Trocknung und Verarbeitung (siehe PA vs. PA-CF). Gegenüber ABS punktet CF-PETG mit geruchsarmem Druck ohne Enclosure und ohne Warping-Drama.

Typische Fehlerbilder beim CF-PETG-Druck

Die häufigsten Probleme und ihre Ursachen:

• Verstopfte Düse / Unterextrusion: Meist eine zu kleine oder verschlissene Düse. Faserbündel können sich in 0,25-mm-Düsen verkeilen. Lösung: 0,4 mm gehärtet als Minimum, 0,6 mm für sorgenfreien Betrieb. Bleibt das Problem, Temperatur um 5–10 °C erhöhen. Mehr im Artikel Unterextrusion.
• Bläschen, Knistern, raue Oberfläche: Feuchtes Filament. CF-PETG immer trocken lagern und vor kritischen Drucken nachtrocknen — Symptome und Abhilfe unter feuchte Filamente.
• Schwache Schichthaftung / Delamination: Zu kalt gedruckt oder zu stark gekühlt. Düsentemperatur ans obere Ende (255–265 °C), Bauteilkühlung reduzieren. Faserfilamente haben konstruktionsbedingt etwas schwächere Layerhaftung als das Basismaterial — die Fasern unterbrechen die Polymerverschmelzung an den Schichtgrenzen.
• Sprödbruch an dünnen Stellen: Kein Druckfehler, sondern Materialcharakter. Wandstärken großzügiger auslegen (mindestens 3–4 Perimeter) und Kerbstellen konstruktiv entschärfen — siehe Wandstärke und Infill.

Konstruktions- und Slicing-Tipps für CF-PETG

Ein paar Praxisregeln holen das Maximum aus dem Material:

1. Fasern arbeiten lassen: Belastungsrichtung in die XY-Ebene legen. Ein Halter, der in Z-Richtung auf Zug belastet wird, verschenkt die Faserverstärkung komplett.
2. Mehr Perimeter statt mehr Infill: 4 Wände mit 25–40 % Infill sind steifer als 2 Wände mit 80 % — bei geringerer Druckzeit.
3. Größere Layerhöhen sind okay: 0,2–0,28 mm bei 0,4er-Düse funktionieren gut; die matte Oberfläche kaschiert grobe Schichten ohnehin.
4. Gewinde nicht direkt ins Material schneiden: CF-PETG ist für Gewindeeinsätze (Heat-Set-Inserts) hervorragend geeignet — deutlich belastbarer als geschnittene Kunststoffgewinde.
5. Direct-Drive-Extruder bevorzugen: Faserfilamente sind etwas spröder als Basis-PETG; enge Bowden-Radien können das Filament brechen.