Besser als PETG? Warum PCTG-Filament das wahre Upgrade für Ihren 3D-Drucker ist

Eine der größten Stärken von PCTG ist, dass es sich auf den meisten Standard-FDM-Maschinen ohne exotische Hardware drucken lässt. Die empfohlenen Temperaturen bewegen sich im mittleren bis hohen PETG-Bereich (ca. 250-290 °C), mit einem Heizbett von etwa 80 – 100 °C. Das ist sowohl für Hobby- als auch für Prosumer-Drucker problemlos machbar.

Materialhersteller geben an, dass Sie keine beheizte Kammer benötigen, um großartige Ergebnisse zu erzielen. Dennoch sollten Sie Zugluft an Ihrem Arbeitsplatz vermeiden und für eine konstante Temperatur sorgen. Unser Lampendruck mit transparentem Protopasta PCTG zeigte einen spürbaren Schichtversatz (Layer Shift), als wir die Tür unseres Prusa CoreOne L für vier Minuten öffneten, um während des Drucks ein Video aufzunehmen. Die Kammertemperatur lag bei etwa 40 °C und fiel bei geöffneter Tür ab.

Tatsächlich können Slicer-Profile rar sein, sodass Sie möglicherweise Ihr eigenes Profil für Ihre spezifische Maschine entwickeln müssen. Für unsere Prusa CoreOne L gab es zwar ein Profil für Spectrum PCTG, aber wir mussten es an die bevorzugten Einstellungen für Protopasta anpassen. Einige Slicer enthalten überhaupt keine PCTG-Voreinstellungen. In diesem Fall können Sie mit einem PETG-Profil beginnen und es gemäß den Angaben des PCTG-Herstellers anpassen.

3D-Fuel bezeichnet PCTG als ein „leistungsstarkes Upgrade gegenüber PETG, wenn es richtig gedruckt wird“. Und mit „richtig“ meinen sie:

• Hotend: 250 – 280 ºC (heißer für schnelle/dicke Schichten, kühler für langsame, dünne Schichten)
• Heizbett: 80 ºC, strukturierte PEI-Druckplatte
• Bauteillüfter: So niedrig wie möglich oder 50 % weniger als bei PETG
• Geräuse: Optional, aber die ideale beheizte Temperatur liegt bei 45 °C

Testdrucke und Temperaturtürme sind eine gute Idee, um Filamentverschwendung zu vermeiden.

Wir hatten keine Haftungsprobleme beim Drucken von Protopasta PCTG auf einer glatten PEI-Platte. Das PCTG von 3D-Fuel hatte jedoch einige Haftungsschwierigkeiten, die wir durch den Wechsel zu einer strukturierten PEI-Platte und etwas Klebestift lösen konnten.

PCTG löst viele praktische Probleme, aber es ist nicht fehlerfrei:

• Feuchtigkeitsempfindlichkeit: Wie viele Copolyester nimmt PCTG mit der Zeit Feuchtigkeit auf. Trocknen oder die Verwendung einer Dry Box können helfen, die Druckqualität zu erhalten.
• Nicht das absolute Maximum an Zähigkeit: Obwohl PCTG stark ist, erreicht es nicht die Hochtemperaturbeständigkeit von Materialien wie PC (Polycarbonat).

Basierend auf den von uns geprüften Datenblättern ist die Kerbschlagzähigkeit nach Izod bei PCTG etwa 20-mal höher als bei typischem PETG.

In der Praxis bedeutet das, der große Unterschied liegt nicht darin, dass PCTG auf magische Weise mehr Gewicht trägt, sondern dass es bei einem plötzlichen Schlag viel schwerer reißt oder bricht. Die Teile biegen oder verformen sich eher, bevor sie brechen. Das macht es äußerst attraktiv für Werkzeughalter, RC-Teile, Schutzabdeckungen und alles, was herunterfallen oder Stöße abbekommen könnte.

PCTG weist eine Schlagfestigkeit auf, die sowohl PETG als auch Tough PLA übertrifft.

*Izod Schlagzähigkeit Kerbschlagzähigkeit @ 23°C ISO 180. Einige PCTG-Marken geben in ihren technischen Datenblättern keine Schlagzähigkeit an.

Die Langlebigkeit von PCTG ist einer seiner größten Pluspunkte. Bei funktionalen Anwendungen wie Halterungen, Vorrichtungen (Jigs & Fixtures) und Endverbraucher-Gehäusen widersteht es Rissbildung und Verformung besser als Tough PLA oder PETG.

Sie sollten sich für PCTG anstelle von Tough PLA entscheiden, wenn Sie eine bessere Beständigkeit gegen Hitze, Chemikalien und langfristigen Gebrauch benötigen. Wenn Ihr Bauteil keine dieser Eigenschaften erfordert, ist PCTG den Aufpreis nicht wert.

PCTG ist nicht nur zäh, sondern auch chemisch beständig. Dies eröffnet mögliche Anwendungsfälle bei Verpackungen, Küchen- oder Badaccessoires, Laborgeräten und Fahrradzubehör, die PLA oder sogar PETG ansonsten zersetzen könnten.

Diese Eigenschaft überträgt sich auch auf die Feuchtigkeitsbeständigkeit. Obwohl PCTG (wie andere glykolmodifizierte Polyester) etwas hygroskopisch sein kann, kommt es im Allgemeinen besser mit feuchten Umgebungen zurecht als viele Hobby-Filamente und verträgt kurzzeitige Witterungseinflüsse im Freien mit geringerem Eigenschaftsverlust.

Die Ausgewogenheit von PCTG in Bezug auf mechanische Festigkeit, Klarheit und Druckbarkeit macht es zu einer überzeugenden Wahl für ein breites Spektrum von Anwendungen, von funktionalen Prototypen über Gehäuse bis hin zu Montagevorrichtungen. Aber wo es wirklich glänzt, ist seine Transparenz.

PCTG ist typischerweise besser als PETG oder Polycarbonat (PC), wenn optische Klarheit mit Robustheit kombiniert werden soll.

PCTG kann eine bessere optische Klarheit bieten, da es nach der Verarbeitung tendenziell transparent bleibt und weniger innere Strukturen aufweist, die das Licht streuen und die Teile trüb erscheinen lassen. Bei klaren Kunststoffen ist der Feind nicht nur die Farbe: es ist die Lichtstreuung durch Kristallite, innere Spannungen, Phasentrennung, Blasen und raue Druckoberflächen. PCTG weist weniger dieser Probleme auf als andere Materialien.

• PETG: klar, kann aber je nach Formulierung und Verarbeitung dennoch eine gewisse Trübung entwickeln.
• PCTG: tendiert in der Regel stärker zu einem amorphen Verhalten mit geringer Trübung.

PCTG weist oft einen geringeren Weißbruch auf als PC. Das bedeutet, dass es den Spannungen durch Extrusion, Abkühlung und Schichtbindung widersteht, die die Klarheit von PC beeinträchtigen können. Einige Materialien der PCTG-Familie werden häufig beim Spritzgießen und Thermoformen für optische Anwendungen wie Linsen und Schutzbrillen verwendet, da sie Klarheit, Schlagfestigkeit, chemische Beständigkeit und hydrolytische Stabilität vereinen.

• PC: als Harz von Natur aus sehr klar, aber schwieriger transparent zu drucken und anfälliger für Spannungen.
• PCTG: kann bei FDM-Hobby-Anwendungen klarer wirken, da es mit weniger Trübung und weniger Verzugsspannungen druckt..

Eine Spule mit transparentem PCTG erzeugt jedoch nicht automatisch ein glasklares Druckteil. FDM-Teile sehen hauptsächlich wegen der Schichtlinien, der Oberflächenrauheit und einer inkonsistenten Extrusion trüb aus.

PCTG hilft, weil das Polymer selbst trübungsarm ist, aber der Druck erfordert dennoch die richtigen Einstellungen. Für maximale Klarheit verwenden Sie eine große Düse, den Einzelwand-/Vasenmodus, wo dies möglich ist, eine hohe Extrusionstemperatur innerhalb des Toleranzbereichs des Filaments, eine langsame Druckgeschwindigkeit, 100 % Flusskonsistenz und sehr trockenes Filament.

PCTG ist bereits gut, aber es könnte noch besser sein. Das ist der Gedanke hinter einigen „verbesserte“ Versionen von Protopasta, die wir in die Finger bekommen haben. Das Unternehmen stellt ein PCTG mit Glasfaser und eines mit Kohlefaser her.

Warum? Weil laut dem Unternehmen ungefülltes PCTG im Vergleich zu ihrem HT PLA „tatsächlich eine geringere Zugfestigkeit und Steifigkeit aufweist“. „Was wäre, wenn wir die Steifigkeit und Festigkeit von PCTG erhöhen könnten?“

Protopasta hat zwei Füllgrade für PCTG-CF (Kohlefaser) entwickelt: einen in Grau, der optimiert wurde, um Duktilität und Schlagfestigkeit (HIG) zu erhalten, und eine zweite Formulierung in Schwarz mit höherem Füllgrad (HSB), die nach eigenen Angaben etwas Duktilität opfert, um eine noch höhere Festigkeit und Steifigkeit zu erreichen, ohne zu spröde zu wirken.

Das Drucken mit Kompositmaterialien erfordert eine gehärtete Düse (Hardened Nozzle), was die einfache Handhabung etwas einschränkt. Aber wenn Ihre Anwendung genau diesen idealen Kompromiss an mechanischen Eigenschaften benötigt, den fasergefülltes PCTG bietet, dann ist dies das Richtige für Sie.

Sie finden auch ein kohlefasergefülltes PCTG von 3D-Fuel und dem Materialhersteller Rosa3D (mit 10 % Kohlefasern). Nobufil PCTG hingegen ist ein nachhaltiges PCTG, das aus recycelten Industrieabfällen aus Europa hergestellt wird.