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CARBON

Was ist Carbon oder Kohlefaser?

Carbon und Kohlefaser ist dasselbe. Dies sorgt immer wieder zu Verwirrungen. Generell ist die korrekte Deutsche Bezeichnung der industriell gefertigten Fasern Kohlenstofffaser, bzw. abgekürzt Kohlefaser. Aus dem Englischen stammen die „carbon fibers“ bzw. Karbonfasern. Im Sprachgebrauch wird daher sowohl Carbon/Karbon als auch Kohlenstofffaser/Kohlefaser verwendet.

Was versteht man unter Carbon Filament?

Carbon Filamente für 3D Drucker bestehen in den meisten Fällen aus einem Grundpolymer, dies kann PLAPETGNylon oder ein anderer Kunststoff sein und einem Zusatz von Kohlefaserpartikeln.

Diese Kohlefasern sind relativ kurzfaserig, da diese sonst nicht für den klassischen FDM-Druck geeignet wären. Lange Fasern würden nicht durch die 3D-Drucker Düse passen und könnten die Düse schnell verstopfen. Daher haben sich die meisten Produzenten dafür entschieden Carbonfasern in der Länge von 0,05 – 0,3 mm als Zusatz zu verwenden.

Was für einen Effekt haben die Carbonfasern auf das Filament?

Carbonfilamente sind generell etwas steifer und können bei richtiger Anwendung für mehr Stabilität sorgen. Trotz der kurzen Fasern entsteht im Druckobjekt eine zusätzliche Spannung die den Versteifungseffekt erzeugt. Darüber hinaus bekommen die Druckobjekte einen einheitlichen Farbton und matten Look verpasst welcher in den meisten Anwendungsfällen sehr passend und hochwertig aussieht.

Können langfaserige Carbonfilamente gedruckt werden?

Aktuell gibt es keine Möglichkeit langfaserige Carbonfilamente in herkömmlichen FDM-Druckern zu verarbeiten. Lediglich Spezialdrucker können durch eine andere Technik langfaserige Kohlefasern mit FDM-Filamenten verbinden. Dies geschieht indem der Drucker eine Art Schicht aus Karbonfasern legt und darauf mit dem Druckkopf das geschmolzene Filament (in dem Fall Polyamid) presst. Hier werden sozusagen zwei Vorgänge kombiniert.

Verarbeitung von Carbonfilamenten

Bei der Verarbeitung von Carbonfilamenten mit 3D-Druckern gibt es ein paar Sachen zu beachten.

  1. Grundpolymer beachten!
    Bei PETG und PLA können die meisten Drucker noch gut mithalten, ist es jedoch ein Polyamid (Nylon) oder PC (Polycarbonat) wird es schon etwas komplizierter.

  2. Abriebfeste Düse verwenden!
    Dies ist ein wichtiger Punkt, denn Kohlefaser ist abrasiv. Das bedeutet, Carbonfilament verschleißt die Düse deutlich stärker als herkömmliche Filamente ohne Zusatz. Eine herkömmliche Messingdüse kann hier schnell geweitet oder verschlissen werden, somit sind keine vernünftigen Ausdrucke mehr möglich. Abriebfeste Düsen sind für den Einsatz deutlich besser geeignet und halten sehr viel länger.

  3. Passenden Düsendurchmesser nutzen!
    Durch die Kohlefasern im Filament kann sich ein Carbonfilament leichter in der Düse verhaken als Materialien ohne Faserzusätze. Daher wird für den Düsendurchmesser generell immer eine Mindestgröße von 0,4 mm des empfohlen. Hier gilt die Faustregen, je größer der Düsendurchmesser, desto geringer die Gefahr eine Verstopfung der der Druckerdüse. Daher ist es auch kein Fehler alle faserhaltigen Filamente z. B. mit 0,6 mm zu drucken wenn bei 0,4 mm bereits Blockaden aufgetreten sind.

  4. Aufpassen beim öffnen!
    Durch die Carbonfasern stehen die Filamente beim ersten Öffnen oftmals unter einer starken Spannung. Hier muss sehr behutsam vorgegangen werden, dass das Filament nicht von der Spule „springt“. In manchen Fällen macht es Sinn das Filament zu fixieren oder einen geeigneten Spulenhalter für das Material zu benutzen.

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