Carbon / FFF + CFF faserverstärkt

Schmelzschichtung mit Endlosfaser-Verstärkung

PA6 Onyx 3D Druck
Offener Bremshebel: außen PA6-CF (Onyx), innen Endlos-Glasfaser über die zweite Düse.

Carbon- und faserverstärkter 3D-Druck

    • Grundmaterial PA6 (Onyx) 
    • Carbonfaser, Kevlarfaser , HSHT-Glasfaser, Glasfaser, 
    • Hochfeste und steife Bauteile
    • Stark wie Aluminium, bei halbem Gewicht
    • wirtschaftlicher als zerspante Bauteile

 

Technischer Hintergrund

Carbon-3D-Druck bei EB-TEC ist faserverstärkte Fertigung im FFF+CFF-Verfahren. Der Hersteller nennt es FFF+CFF – im Kern ist es FDM mit zwei Düsen: eine für die Matrix, eine für die Endlosfaser. Fertigung inhouse in Waldbröl. Typisch sind Vorrichtungen, Greifer, Halterungen und Funktionsteile, bei denen die Last durch die Endlos-Faser aufgenommen wird.

Die Matrix ist PA6-CF (von Markforged als ONYX bezeichnet): Temperaturbeständigkeit bis 145 °C, UV-stabil, sehr hohe Verschleißfestigkeit. Über die zweite Düse wird die Endlosfaser eingebracht (Carbon, Glas, HAT-Glas oder Kevlar) – diese Endlosfaser (siehe Bild, weiße Glas-Faser im offenen Bremshebel) nimmt die Hauptbelastung auf.

Das ist der entscheidende Unterschied zum Filament mit Kurzfasern – einem Filament mit CF- oder GF-Anteil.

Wir fertigen mit einem industriellen Desktop-Drucker. Der Unterschied zum Hobby-FDM liegt in der Endlosfaser bzw. einer sehr hohen Lastaufnahme, nicht in der Gehäusegröße.

Welches Verfahren passt?

  • FFF+CFF Carbon – gerichtete Festigkeit, Last folgt der Faser. Bei dieser Lastklasse ist Endlosfaser im Kunststoffbereich kaum vergleichbar. Diese Seite.
  • SLS / PA2200 – isotrope Funktionsteile und Hinterschnitte, nicht dieselbe Festigkeitsklasse wie Endlosfaser. Angebot: SLS-3D-Druck PA12 / PA2200.
  • Feine Oberfläche / Prototyp – Polyjet / Keyence oder Prototyping.

Alle Verfahren und die Anfrage: 3D-Druck Service. Fertigung Waldbröl, Versand bundesweit – Standort: 3D-Druck Service NRW.

Häufige Fragen

Was ist Carbon-3D-Druck bei EB-TEC?

FDM mit zwei Düsen, vom Hersteller als FFF+CFF bezeichnet: Matrix (u. a. PA6-CF / Onyx) plus Endlosfaser (Carbon, Glas oder Kevlar), inhouse in Waldbröl. Es geht um belastbare Bauteile, nicht um Filamentverkauf.

Ist das dasselbe wie Carbon-Filament?

Nein. Viele meinen damit Kurzfaser-Filamente – das Filament enthält CF- oder GF-Anteile. Das ist mit der Endlosfaser nicht zu vergleichen. Hier kommt die Faser über die zweite Düse als durchgehende Verstärkung ins Bauteil; sie ist deutlich robuster und hochfester.

Wann Carbon, wann SLS / PA12?

Carbon (FFF+CFF), wenn die Last einer Richtung folgt – Vorrichtungen, Greifer, Halterungen. SLS / PA2200, wenn das Teil isotrop sein soll oder Hinterschnitte braucht – nicht, weil es ähnlich belastbar wäre wie Endlosfaser. Unsicher? Datei senden, wir empfehlen das Verfahren.

Was zeichnet PA6-CF / Onyx aus?

PA6 mit Carbon-Kurzfaseranteil (Markforged „Onyx“): Temperaturbeständigkeit bis 145 °C, UV-stabil, hohe Verschleißfestigkeit. Die hohe Festigkeit im Bauteil kommt zusätzlich von der Endlosfaser in der zweiten Düse.

Fertigen Sie auch mit Glasfaser oder Kevlar?

Ja. Neben Carbon-Endlosfaser fertigen wir mit Glasfaser, HSHT-Glasfaser und Kevlar. Standard ist oft Carbon oder Glas – den Fasertyp klären wir anhand von Lastfall und Umgebung in der Anfrage.

Fertigen Sie Einzelteile und Kleinserien?

Ja. Einzelteile und Kleinserien sind der übliche Fall, bevor ein Werkzeug lohnt. Stückzahl und Konditionen stehen im Angebot nach Dateiprüfung.

Faserverstärkter 3D-Druck

Continuous Filament Fabrication (CFF) ist ein Faserverstärkter 3D-Druck dessen Technologie von Markforged entwickelt wurde.

Mithilfe der patentierten Technologie druckt der Markforged MarkTwo 3D-Drucker langfaserige Endlosfasern in einer thermoplastischen Matrix. Während dem Druckprozess wechselt der Drucker aktiv zwischen zwei Düsen, um robuste faserverstärkte Bauteile mit Endlosfasermaterial in nur einem Druckvorgang zu fertigen. 

Weshalb sind Endlosfasermaterialien so enorm wichtig?

Ihr Bauteil kann nur dann optimal Zug- und Druckkräfte aufnehmen, wenn die Krafteinwirkung in Faserlaufrichtung auftritt.
Ist die Carbonfaser im Druckprozess unterbrochen, so kann diese nicht mehr die optimalen Zug- und Druckkräfte aufnehmen.
Wir können in den einzelnen Schichten die Ausrichtung, die Menge und die Art der verstärkenden Fasern steuern. Dadurch ist es möglich Ihre Bauteile robust und gleichzeitig möglichst kosteneffizient zu fertigen.

Sie können zwischen den folgenden vier verschiedenen Endlosfaser-Materialien wählen:

      • Carbonfaser
      • Kevlarfaser ®
      • Glasfaser
      • (HSHT) Hochtemperatur Glasfaser 

Anwendungsbeispiele:

      • Robotergreifer
      • formschlüssige Haltevorrichtungen
      • Bauteilaufnahmen
      • Werkzeuge
      • Spannvorrichtungen 
      • Schweißvorrichtungen 
      • Spritzguss Formen 
      • Fixierelemente 
      • Schnappverschlüsse 
      • Ersatzteile
      • Gehäuse 
      • Spoilerhalterung
      • Hebewerkzeuge
MarkTwo Markforged 3D-Drucker EB-TEC
Faserverstärkter 3D-Druck mit dem MarkTwo 3D Drucker

Typische Anwendungen sind Vorrichtungen, Greifer und Betriebsmittel – den Lastfall klären wir in der Anfrage. Weitere Verfahren: 3D-Druck Service.

Anwendungsbereiche

Material

Eigenschaften

Anwendungsbereiche

Onyx (PA6 + Micro Carbonfaser)

Farbe Schwarz, starke biegefeste Bauteile aus PA6 mit  Micro-Carbonfaseranteil, gute chemische und thermische  Beständigkeit

Abdeckungen, Gehäuse, Betriebsmittel, Halterungen,  beständige Bauteile,

Nylon White (PA6)

Farbe Weiß, ohne Faserverstärkung

Einfache flexible und schlagfeste Bauteile

Carbon-Endlosfaser

Farbe Schwarz, so stark wie Aluminium, bei halbem Gewicht

Robotergreifer, Automatisierungstechnik, Umformwerkzeuge, Vorrichtungen, Hebewerkzeuge

Kevlar ® -Endlosfaser 

Farbe Gelb, gute Temperaturbeständigkeit, elastisch und schlagfest

Endeffektoren, Weiche Backen, Spannbacken, Motorhalterungen, Anschlagdämpfer, Automatisierungstechnik, Robotikgreifer, hohe Wechselbelastbarkeit

Endlos-Glasfaser

Farbe Weiß, verstärkte Faserkraft, hochfest und leicht

Werkzeuge, Funktionsprototypen, Vorrichtungen, Betriebsmittel, Maschinenbauteile, Ersatzteile

Endlos-HSHT-Glasfaser

Farbe Weiß, stärke bei hohen Temperaturen, elastisch und schlagfest

Schweiß-Vorrichtungen, Tiefziehformen, Duroplast-Gießformen, Spritzgussformen, Formeinsätze,  

Anwendungsbereiche

Onyx (PA6 + Micro Carbonfaser)

Eigenschaften:
Farbe Schwarz, starke biegefeste Bauteile aus PA6 mit  Micro-Carbonfaseranteil, gute chemische und thermische  Beständigkeit

Anwendungsbereiche:
Abdeckungen, Gehäuse, Betriebsmittel, Halterungen,  beständige Bauteile,

Nylon White (PA6)

Eigenschaften:
Farbe Weiß, ohne Faserverstärkung

Anwendungsbereiche:
Einfache flexible und schlagfeste Bauteile

Carbon-Endlosfaser

Eigenschaften:
Farbe Schwarz, so stark wie Aluminium, bei halbem Gewicht

Anwendungsbereiche:
Robotergreifer, Automatisierungstechnik, Umformwerkzeuge, Vorrichtungen, Hebewerkzeuge

Kevlar ® -Endlosfaser 

Eigenschaften:
Farbe Gelb, gute Temperaturbeständigkeit, elastisch und schlagfest

Anwendungsbereiche:
Endeffektoren, Weiche Backen, Spannbacken, Motorhalterungen, Anschlagdämpfer, Automatisierungstechnik, Robotikgreifer, hohe Wechselbelastbarkeit

Endlos-Glasfaser

Eigenschaften:
Farbe Weiß, verstärkte Faserkraft, hochfest und leicht

Anwendungsbereiche:
Werkzeuge, Funktionsprototypen, Vorrichtungen, Betriebsmittel, Maschinenbauteile, Ersatzteile

Endlos-HSHT-Glasfaser

Eigenschaften:
Farbe Weiß, stärke bei hohen Temperaturen, elastisch und schlagfest

Anwendungsbereiche:
Schweiß-Vorrichtungen, Tiefziehformen, Duroplast-Gießformen, Spritzgussformen, Formeinsätze,  

Welche Endlosfaser wähle ich für mein Bauteil?

 Um faserverstärkte 3D-Druck Bauteile optimal auszulegen, ist die richtige Wahl der Endlosfaser enorm wichtig. Diese Wahl ist vom Anwendungsfall abhängig. Wir helfen Ihnen bei der richtigen Auswahl.

Die meist verwendeten Fasern sind jedoch Carbon- und Glasfaser. 

Faserverstärkter 3D-Druck, Bauteile aus PA6 Onyx
Faserverstärkter 3D-Druck aus ONYX / PA6

 Wählen Sie eine Endlosfaser, wenn Sie folgende Eigenschaften benötigen:

 Carbon-Endlosfaser

  • steifste und stärkste Faser 
  • höchstes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
  • stark wie Aluminium, bei halbem Gewicht
  • hohe Steifigkeit 
  • minimale Durchbiegung

 Endlos Glasfaser

  • preisgünstig 
  • 11-mal steifer als ABS 
  • gute Kerbschlagzähigkeit 
  • gute Biegefestigkeit 

 

(HSHT) Hochtemperatur-Glasfaser

  • höchste Temperaturbeständigkeit 
  • höchste Kerbschlagzähigkeit 
  • hohe Biegefestigkeit
  • hohe Elastizität

 

Kevlar®-Endlosfaser

  • höchste Bruchdehnung 
  • hohe Wechselbelastung
  • hohe Schlagfestigkeit
  • geringste Dichte

 

Beispielbilder

Sollten Sie dennoch Fragen zur Faserauswahl, zum 3D-Druckverfahren oder eine Frage zur Konstruktion faserverstärkter 3D-Druck Bauteile haben, so können Sie sich gerne an uns wenden. Wir helfen Ihnen sehr gerne weiter!

Technische Daten:

Technische Daten PA6 Onyx Nylon Carbon

Maximale Bauteilgröße

Mit dem MarkTwo 3D-Drucker von Markforged beträgt der maximal nutzbare Bauraum 320 x 152 x 154mm.
Für faserverstärkte Bauteil gelten jedoch folgende maximale Abmessungen 320 x 132 x 154mm

Größere Modelle können geteilt und nach dem 3D-Druck gefügt werden.

Materialdatenblätter

Zugversuch mit einem Kettenglied

Dieses faserverstärkte 3D-Druck Bauteil, wurde auf einem 3D-Drucker von Markforged gedruckt und mit einer Carbon-Endlosfaser verstärkt. Im Zugversuch sehen Sie, wie das Kettenglied die Last von 10 Tonnen hebt, bevor es unter der Belastung bricht.

Wir verwenden mit freundlicher Genehmigung der Mark3D GmbH teilweise Bilder und Videos von Markforged und der Mark3D GmbH, Rodenbacher Straße 15, 35708 Haiger.

Zugversuch mit Carbon-Endlosfaser

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EB-TEC GmbH

3D-Druck Service und Konstruktion

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