Wat is Carbon Fiber PLA, PETG & PA filament? Eigenschappen & toepassingen

Ontdek wat Carbon Fiber PLA, PETG en PA filament zijn, welke voordelen koolstofvezel biedt en waarvoor je deze sterke 3D-printfilamenten gebruikt.

Koppelprint

5/9/20265 min lezen

Carbon Fiber-filament is een verzamelnaam voor 3D-printfilament waaraan koolstofvezels zijn toegevoegd. Deze vezels worden gecombineerd met een basismateriaal zoals PLA, PETG of PA (Nylon).

Door koolstofvezels toe te voegen kan het filament stijver, maatvaster en sterker aanvoelen dan de standaardvariant. Het materiaal krijgt daarnaast vaak een herkenbare matte, technische uitstraling.

De uiteindelijke eigenschappen hangen sterk af van het basismateriaal en de hoeveelheid koolstofvezel.

Wat is Carbon Fiber filament?

Bij Carbon Fiber-filament worden kleine stukjes koolstofvezel gemengd met een thermoplastische kunststof.

Veelvoorkomende varianten zijn:

PLA-CF
PETG-CF
PA-CF
PC-CF
PPS-CF
PEEK-CF

De koolstofvezels zorgen vooral voor extra stijfheid en kunnen helpen om vervorming tijdens het printen te verminderen.

Het filament bestaat dus niet volledig uit koolstofvezel. De vezels zijn verwerkt in een kunststof basismateriaal.

Wat zijn de voordelen van Carbon Fiber-filament?

Afhankelijk van het basismateriaal kan koolstofvezel verschillende voordelen bieden:

Hogere stijfheid
Goede maatvastheid
Minder vervorming
Matte technische uitstraling
Minder zichtbare laaglijnen
Geschikt voor functionele onderdelen
Goede vormvastheid
Interessant voor technische prototypes

Het is belangrijk om te weten dat Carbon Fiber niet automatisch betekent dat het materiaal op ieder vlak sterker is. De eigenschappen hangen af van de samenstelling en het type belasting.

Waarvoor kun je Carbon Fiber filament gebruiken?

Carbon Fiber-filament wordt vooral gebruikt voor functionele en technische onderdelen.

Denk bijvoorbeeld aan:

Beugels
Houders
Machineonderdelen
Drones
Robotica
Functionele prototypes
Gereedschapshouders
Jigs en fixtures
Elektronicabehuizingen
Automotive onderdelen
Technische montageonderdelen

Welke Carbon Fiber-variant het beste past, hangt af van de toepassing.

Wat is PLA-CF?

PLA-CF is PLA waaraan koolstofvezels zijn toegevoegd.

Het combineert het relatief eenvoudige printgedrag van PLA met een stijvere en meer technische uitstraling.

PLA-CF is vooral interessant wanneer je een maatvaste en stijve print wilt zonder direct over te stappen naar moeilijkere technische filamenten.

Wat zijn de voordelen van PLA-CF?

PLA-CF kan onder andere de volgende eigenschappen hebben:

Relatief eenvoudig te printen
Hoge stijfheid
Goede maatvastheid
Matte oppervlakteafwerking
Minder zichtbare laaglijnen
Lage kans op warping
Geschikt voor prototypes en lichte functionele onderdelen

PLA-CF blijft echter gebaseerd op PLA en is daarom minder geschikt voor toepassingen met hoge temperaturen.

Waarvoor gebruik je PLA-CF?

PLA-CF is bijvoorbeeld geschikt voor:

Technische prototypes
Behuizingen
Houders
Decoratieve technische onderdelen
Dronedelen met lichte belasting
Jigs
Meet- en positioneringshulpmiddelen
Modellen waarbij maatvastheid belangrijk is

Voor onderdelen die zwaar of langdurig mechanisch worden belast, kunnen PETG-CF of PA-CF interessanter zijn.

Wat is PETG-CF?

PETG-CF combineert PETG met koolstofvezels.

Hierdoor behoudt het materiaal veel eigenschappen van PETG, terwijl de koolstofvezels extra stijfheid en maatvastheid kunnen toevoegen.

PETG-CF vormt daardoor een interessante middenweg tussen eenvoudigere filamenten en geavanceerde technische materialen.

Wat zijn de voordelen van PETG-CF?

PETG-CF kan onder andere bieden:

Goede stijfheid
Meer taaiheid dan PLA-CF
Goede maatvastheid
Relatief lage kans op warping
Technische matte uitstraling
Geschikt voor functionele onderdelen
Betere temperatuurbestendigheid dan PLA-CF

Het materiaal is doorgaans wat uitdagender te printen dan standaard PLA, maar vaak toegankelijker dan PA-CF.

Waarvoor gebruik je PETG-CF?

PETG-CF is bijvoorbeeld interessant voor:

Beugels
Behuizingen
Machineonderdelen met lichte tot gemiddelde belasting
Functionele prototypes
Houders
Dronedelen
Werkplaatshulpmiddelen
Technische onderdelen voor dagelijks gebruik

Wat is PA-CF?

PA-CF staat voor Polyamide Carbon Fiber en wordt ook vaak Nylon-CF genoemd.

Hierbij wordt Nylon gecombineerd met koolstofvezels. Dit levert een hoogwaardig technisch filament op dat veel wordt gebruikt voor functionele onderdelen.

PA-CF is vooral populair vanwege de combinatie van taaiheid van Nylon en de stijfheid van koolstofvezel.

Wat zijn de voordelen van PA-CF?

PA-CF kan verschillende sterke eigenschappen combineren:

Hoge mechanische sterkte
Hoge stijfheid
Goede slijtvastheid
Goede maatvastheid
Relatief hoge temperatuurbestendigheid
Geschikt voor zwaar belaste onderdelen
Goede vermoeiingsweerstand
Professionele matte afwerking

De exacte eigenschappen verschillen sterk tussen verschillende PA-CF-soorten.

Waarvoor gebruik je PA-CF?

PA-CF wordt veel gebruikt voor technische toepassingen zoals:

Machineonderdelen
Robotica
Tandwielen
Beugels
Montageonderdelen
Drones
Automotive toepassingen
Functionele prototypes
Industriële hulpmiddelen
Jigs en fixtures

PA-CF is vooral interessant wanneer een onderdeel tegelijkertijd taai, stijf en slijtvast moet zijn.

PLA-CF, PETG-CF of PA-CF?

Welke variant je kiest, hangt vooral af van wat het onderdeel moet kunnen.

PLA-CF is interessant wanneer:

Eenvoudig printen belangrijk is
Hoge stijfheid gewenst is
Het onderdeel vooral binnenshuis wordt gebruikt
Hoge temperaturen geen belangrijke rol spelen

PETG-CF is interessant wanneer:

Meer taaiheid gewenst is
Het onderdeel functioneel wordt gebruikt
Goede maatvastheid belangrijk is
Je meer temperatuurbestendigheid wilt dan PLA-CF

PA-CF is interessant wanneer:

Hoge mechanische prestaties belangrijk zijn
Slijtvastheid nodig is
Het onderdeel zwaar wordt belast
Hogere temperaturen een rol spelen
Een technisch filament gewenst is

Is Carbon Fiber-filament sterker dan normaal filament?

Niet automatisch op ieder gebied.

Koolstofvezel maakt een filament doorgaans vooral stijver en maatvaster. Hierdoor buigt het onderdeel minder gemakkelijk.

Dat betekent niet dat het altijd beter bestand is tegen iedere vorm van belasting.

Sommige Carbon Fiber-materialen kunnen bijvoorbeeld minder flexibel zijn dan het oorspronkelijke basismateriaal.

De prestaties hangen af van:

Het basismateriaal
Het percentage koolstofvezel
De richting van de lagen
De printinstellingen
Het ontwerp van het onderdeel

Is Carbon Fiber-filament abrasief?

Ja. Carbon Fiber-filament is sterk abrasief.

De koolstofvezels kunnen een standaard messing nozzle relatief snel uitslijten. Hierdoor wordt de nozzleopening steeds groter en kan de printkwaliteit achteruitgaan.

Daarom wordt een slijtvaste nozzle sterk aanbevolen.

Welke nozzle gebruik je voor Carbon Fiber?

Voor Carbon Fiber-filament wordt meestal een geharde of andere slijtvaste nozzle gebruikt.

Denk bijvoorbeeld aan:

Geharde stalen nozzle
Tungsten carbide nozzle
Andere abrasiebestendige nozzles

Een standaard messing nozzle wordt niet aanbevolen voor langdurig gebruik met Carbon Fiber-filament.

Welke nozzlemaat gebruik je?

Een nozzle van 0,4 mm kan bij sommige Carbon Fiber-filamenten worden gebruikt, maar een grotere nozzle kan praktischer zijn.

Een nozzle van 0,5 of 0,6 mm kan:

De kans op verstopping verminderen
Een gelijkmatigere filamentstroom geven
Beter omgaan met vezeldeeltjes

Controleer altijd de aanbevolen nozzlemaat van de fabrikant.

Op welke temperatuur print je Carbon Fiber-filament?

De printtemperatuur wordt vooral bepaald door het basismateriaal.

Globale richtlijnen zijn bijvoorbeeld:

PLA-CF: ongeveer 200 tot 230 °C
PETG-CF: ongeveer 230 tot 260 °C
PA-CF: ongeveer 250 tot 300 °C

Deze temperaturen zijn alleen algemene richtlijnen. De juiste instellingen kunnen per fabrikant aanzienlijk verschillen.

Controleer daarom altijd de datasheet of aanbevolen printinstellingen.

Moet Carbon Fiber-filament droog zijn?

Ja, vooral bij PA-CF is droge opslag zeer belangrijk.

Nylon neemt gemakkelijk vocht uit de lucht op. Vochtig PA-CF kan leiden tot:

Slechte oppervlaktekwaliteit
Bubbels
Krakende geluiden tijdens het printen
Stringing
Minder sterke prints
Onregelmatige extrusie

PLA-CF en PETG-CF moeten eveneens droog worden opgeslagen, maar PA-CF is doorgaans gevoeliger voor vocht.

Heb je een gesloten printer nodig?

Dit hangt af van het basismateriaal.

PLA-CF kan meestal zonder enclosure worden geprint.

PETG-CF heeft meestal ook geen volledig gesloten printer nodig.

PA-CF profiteert vaak wel van een gesloten en stabiele printomgeving, vooral bij grotere onderdelen.

Volg altijd de aanbevelingen van de fabrikant.

Carbon Fiber of normaal filament?

Carbon Fiber-filament is vooral interessant wanneer stijfheid, maatvastheid en een technische uitstraling belangrijk zijn.

Een standaard filament kan echter beter zijn wanneer:

Flexibiliteit gewenst is
Lage kosten belangrijk zijn
Je geen slijtvaste nozzle hebt
Maximale eenvoud belangrijk is
De extra eigenschappen niet nodig zijn

Carbon Fiber is dus niet automatisch de beste keuze voor iedere print.

Hoe bewaar je Carbon Fiber-filament?

Bewaar Carbon Fiber-filament bij voorkeur:

In een afgesloten verpakking
Met voldoende silica gel
In een drybox
Op een droge plaats
Uit direct zonlicht

Vooral PA-CF kan tijdens het printen het beste rechtstreeks vanuit een drybox worden gevoerd.

Voor wie is Carbon Fiber-filament geschikt?

PLA-CF kan geschikt zijn voor gebruikers die voor het eerst met vezelversterkt filament willen werken.

PETG-CF is interessant voor functionelere toepassingen waarbij extra taaiheid gewenst is.

PA-CF is vooral gericht op ervaren gebruikers die hoogwaardige technische onderdelen willen produceren.

Voor alle varianten geldt dat een geschikte slijtvaste nozzle belangrijk is.

Conclusie

Carbon Fiber-filament combineert een kunststof zoals PLA, PETG of PA met koolstofvezels om eigenschappen zoals stijfheid, maatvastheid en oppervlakteafwerking te verbeteren.

PLA-CF is relatief toegankelijk en geschikt voor stijve prototypes, PETG-CF biedt een goede balans tussen printbaarheid en technische eigenschappen en PA-CF is bedoeld voor zwaardere functionele toepassingen.

Door de abrasieve koolstofvezels is een slijtvaste nozzle noodzakelijk. Met de juiste printerinstellingen bieden Carbon Fiber-filamenten interessante mogelijkheden voor sterke, stijve en professioneel ogende 3D-prints.