Mit Carbon 3D Druck zu festen und belastbaren Produkten

Als Herstellungsmaterial wird Kohlefaser schon seit den 60er-Jahren verwendet, beim 3D Druck ist das Material jedoch relativ neu. Dank seiner positiven Aspekte kommt der Carbon 3D Druck immer mehr zum Einsatz, denn in Kombination mit verschiedenen Kunststoffen oder anderen Materialien kann Carbon die Eigenschaften dieser Materialien verbessern. Auf diese Weise werden die Einsatzmöglichkeiten des 3D Drucks mit Carbon Filament erweitert.

Für den Carbon 3D Druck spricht außerdem die Tatsache, dass das Angebot an kohlefaserverstärkten Filamenten wächst. Darüber hinaus gibt es eine immer größere Auswahl an 3D Druckern von verschiedenen Herstellern, die mit Carbon drucken können.

Wie der 3D Druck mit Carbon verwendet wird

Kohlefasern werden für technische Anwendungen mit Kunststoffen kombiniert. Auf diese Weise bilden sie kohlenstofffaserverstärkte Materialien beziehungsweise Verbundwerkstoffe. Diese bestehen im Prinzip aus einem Grundmaterial (meistens ein Polymer), welches mit Karbonfasern kombiniert wird.

Auf dem Markt sind etliche Filamente erhältlich, die mit Carbon hergestellt wurden. Dazu zählen beispielsweise Polyamide/Nylon, PLA, PETG, PP oder PC. Kohlefaserverstärkte Filamente enthalten sehr kleine Fasersegmente mit einer mittleren Faserlänge von ca. 0,1-0,2mm und werden daher auch als „kurzfaserverstärkt“ bezeichnet. Weil Filamente in der Regel mit Düsendurchmessern im Bereich von 0,4 bis 0,6mm verarbeitet werden, würden größere Fasern schnell zur Verstopfung der Düse führen. Bei 3D-Druck Filamenten mit Kurzfaserverstärkung beträgt der Faseranteil üblicherweise ca. 10-30%. Neben Kohlefasern können auch andere Fasern wie zum Beispiel Glasfasern eingesetzt werden. Durch die Einbringung von Fasern sind höhere Steifigkeiten und Festigkeiten erreichbar. Dies kann zur Gewichtsreduktion der gedruckten Bauteile genutzt werden.

Carbon 3D Druck und seine Vorteile

Mit Carbon Filament zu drucken, bringt etliche Vorteile mit sich. Diese beziehen sich in erster Linie auf die hohen technischen Eigenschaften. In Anlehnung daran weist der Carbon 3D Druck die folgenden Vorteile auf:

• Geringes Gewicht

  • Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen können aufgrund Ihrer hohen Festigkeit in vielen Anwendungsfällen als Ersatz für Aluminium verwendet werden. Dadurch können Gewichtseinsparungen erzielt werden.

• Hohe Festigkeit

  • Der 3D Druck mit Carbon hat den Vorteil, dass die hergestellten Teile eine höhere Festigkeit als Kunststoff und oder herkömmliche 3D Druckfilamente wie ABS oder PLA haben.

• Hohe Wärmebeständigkeit

  • Im Vergleich zu zahlreichen Polymeren kann Carbon höheren Temperaturen standhalten. Wenn diese Polymere als Verbundsstoff genutzt werden, erhöht Carbon zudem ihre Wärmeformbeständigkeit.

• Hohe Steifigkeit

  • Aufgrund der hohen Steifigkeit der Fasern eignen sich diese gut in Kombination mit kerbschlagzähen Kunststoffen (z.B. Polyamid). Bei Kombination mit Kunststoffen, die geringe Zähigkeit aufweisen (z.B. PLA) steigt die Gefahr des Sprödbruchs des Filaments sowie der gedruckten Bauteile.

• Ansprechende Optik

  • Bauteile aus kurzfaserverstärkten Filamenten haben durch den Faseranteil eine leicht raue Oberfläche. Diese überdeckt den 3D-Druck typischen Schichtaufbau und führt zu optisch sehr ansprechenden Bauteilen.

Anwendung von 3D Druck mit Carbon Filament

Das geringe Gewicht und die Stabilität der mit Karbonfaser gedruckten Teile macht den 3D Carbon Druck optimal für die Herstellung funktionaler Prototypen, aber auch Endanwendungsteile. Infolge seines geringen Gewichts und der Steifheit kommt der Kohlefaser 3D Druck häufig dann zum Einsatz, wenn Aluminiumbauteile ersetzt werden sollen.

Des Weiteren kommen kohlefaserverstärkte Bauteile aufgrund des geringen Gewichts häufig in der Robotik zum Einsatz. Aber auch immer mehr Sportartikelhersteller nutzen den Carbon 3D Druck zur Herstellung von Fahrrädern.

Carbon 3D Druck vom Experten

Ob Automobilbranche, Luft- und Raumfahrt oder Fahrräder – der Carbon 3D Druck findet in immer mehr Branchen Anwendung. Als Experten für 3D Drucker können wir von Multec Ihnen bei Ihren Projekten jederzeit weiterhelfen und Sie ausführlich beraten.

Bei Fragen wenden Sie sich gerne an uns. Wir kümmern uns jederzeit um Ihre Anliegen und helfen Ihnen weiter.