Polycarbonat-Filament (PC) für den 3D-Druck: Festigkeit, Hitze, Trocknung und für wen es geeignet ist

Was Polycarbonat bietet, was andere Filamente nicht bieten

Polycarbonat, meist zu PC abgekürzt, ist der technische Kunststoff hinter Gesichtsschutzschilden und robusten Gerätegehäusen. Als Filament zielt es auf Teile, die gleichzeitig echte Lasten und echte Hitze aushalten müssen. Prusament beschreibt sein PC Blend als sehr stark und steif, selbst bei niedrigen Temperaturen zäh und mit guter Kriechfestigkeit, also gutem Widerstand gegen die langsame Verformung, die ein Kunststoff erleidet, wenn er wochen- oder monatelang belastet bleibt. Diese letzte Eigenschaft ist für Halterungen, Klemmen und alles, was unter ständiger Spannung steht, wichtiger, als man erwartet.

Bei der Hitzebeständigkeit stimmen die beiden Herstellerdatenblätter weitgehend überein. Prusament gibt für PC Blend eine Temperaturbeständigkeit bis 113 °C an. Das Datenblatt von Polymaker nennt für PolyMax PC eine Glasübergangstemperatur von 113 °C und eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur von 114 °C bei 0.45 MPa. Diese Werte liegen deutlich über PLA und PETG und, bei Teilen in der Nähe einer Wärmequelle, auch über ABS und ASA.

Beachten Sie, dass beide Produkte Blends sind, die auf gute Druckbarkeit ausgelegt wurden, und kein reines Polycarbonat. Polymaker weist zudem darauf hin, dass seine mechanischen Werte von Prüfkörpern mit 100 Prozent Infill stammen, mit niedrigeren Werten zwischen den Schichten als quer dazu. Ein gedrucktes PC-Teil bleibt ein Schichtobjekt, und seine schwächste Richtung verläuft weiterhin entlang der Schichtlinien.

Die Temperaturen und die Hardware, die PC von Ihrem Drucker verlangt

PC wird heiß gedruckt, und das ist der erste Filter. Polymaker gibt für PolyMax PC eine Düsentemperatur zwischen 250 und 270 °C und eine Druckbett-Temperatur zwischen 90 und 105 °C an. Prusament geht für PC Blend höher: Düse bei 275 °C plus/minus 10, Druckbett bei 110 °C plus/minus 10, wobei ein beheiztes Druckbett als zwingend aufgeführt ist. Bevor Sie eine Spule bestellen, vergewissern Sie sich, dass Ihr Hotend und Ihr Druckbett diese Temperaturen stundenlang halten und nicht nur kurz erreichen können.

Die Bauteilkühlung kehrt sich gegenüber PLA um. Polymaker will den Lüfter ganz aus. Prusament gibt 20 Prozent an. In beiden Fällen gilt: Wer das Teil mit Luft anbläst, bekommt Risse zwischen den Schichten.

Die größte Anforderung ist das Gehäuse. Polymaker nennt einen geschlossenen Drucker, der die Wärme hält, eine harte Voraussetzung, empfiehlt dringend eine aktiv beheizte Druckkammer mit mindestens 70 °C und gibt an, dass große oder massive Teile eine solche benötigen. Prusament ist nachsichtiger: Ein Skirt oder ein Gehäuse wird empfohlen, in einem Raum ohne kalte Zugluft. Unsere Anleitung zu 3D-Drucker-Gehäusen erklärt, was eine geschlossene Kammer tatsächlich verändert. Prusament weist außerdem darauf hin, dass kein spezielles Hotend nötig ist und dass PC Blend beim Drucken einen deutlichen Geruch abgibt, planen Sie also einen belüfteten Raum ein.

Feuchtigkeit und Trocknung: zwei Marken, zwei Antworten

Fragt man, ob PC getrocknet werden muss, erhält man je nach Marke unterschiedliche Antworten, was aufschlussreich ist. Polymaker sagt, sein PC nehme Feuchtigkeit etwas schneller auf als normales PLA, empfiehlt die Lagerung der Spulen in einer Trockenbox und nennt einen Trocknungszyklus von 75 °C für 6 Stunden, nur wenn das Material bereits Feuchtigkeit aufgenommen hat. Prusament gibt für PC Blend das Gegenteil an: Es sei kaum hygroskopisch und müsse vor dem Druck nicht getrocknet werden.

Das sind weniger Widersprüche als zwei verschiedene Rezepturen unter einem gemeinsamen Namen. Eine praktische Regel gilt für beide. Eine frische Spule direkt aus dem Vakuumbeutel druckt meist problemlos. Eine Spule, die wochenlang in einer feuchten Garage offen lag, verdient einen Trocknungszyklus, wenn Sie Blasen sehen, Knacken an der Düse hören oder eine matte, raue Oberfläche bekommen. Unsere Anleitung zum Filamenttrockner beschreibt diese Symptome und worauf Sie bei einem Trockner achten sollten.

Eine Warnung zur Trocknungstemperatur: Ein Zyklus bei 75 °C liegt über dem, was viele für PLA ausgelegte Einsteiger-Trockner erreichen oder halten können. Prüfen Sie den Bereich Ihres Geräts, bevor Sie sich festlegen, und verzichten Sie auf den Küchenofen, es sei denn, Sie können seine tatsächliche Temperatur überprüfen, denn ein Überschwingen verschmilzt die Spule zu einem festen Block.

Warping, Risse und Druckbetthaftung: Wo PC Probleme macht

PC hat zwei bekannte Eigenheiten: Es schrumpft beim Abkühlen stark, und manchmal haftet es zu gut. Zum Schrumpfen gibt Prusament an, weniger Warping als herkömmliche Polycarbonate zu zeigen, warnt aber, dass große Modelle dafür anfällig bleiben. Die Maßnahmenliste der Marke ist konkret: einen kreisförmigen Skirt in Höhe des Modells hinzufügen, die Zahl der Perimeter und das Infill verringern, das Modell in der Mitte des Druckbetts platzieren und den Drucker vor Zugluft schützen. Polymaker ergänzt, dass eine beheizte Druckkammer sowohl Warping als auch Delamination minimiert, besonders bei großen oder massiven Teilen.

Bei der Haftung überrascht PC Blend viele. Prusament verlangt eine Schicht Klebestift als Trennmittel auf der PEI-Platte, glatt oder strukturiert, weil das Teil sonst so fest haften kann, dass die Druckoberfläche beschädigt wird. Das ist das Gegenteil der üblichen Logik, bei der Kleber dafür da ist, dass Teile haften. Polymaker empfiehlt stattdessen einen speziellen Haftvermittler, Magigoo PC, der bei heißem Druckbett hält und sich beim Abkühlen löst.

Dann gibt es noch Risse entlang der Schichtlinien. Polymaker führt sie darauf zurück, dass Teile zu schnell abkühlen, und rät, die Umgebungsluft so warm wie möglich zu halten und das Teil sofort nach dem Druck bei 90 °C für 2 Stunden zu tempern, um die beim Drucken aufgebauten inneren Spannungen abzubauen.

PC im Vergleich zu ABS und ASA: Was Ihr Teil wirklich braucht

ABS und ASA sind die technischen Filamente, die die meisten Hobbyanwender bereits kennen. Sie brauchen ein Gehäuse und ein beheiztes Druckbett und vertragen Hitze deutlich besser als PLA. Warum also zu PC wechseln? Aus zwei Gründen: höhere Temperaturbeständigkeit sowie mehr Steifigkeit bei guter Kriechfestigkeit. Prusament nennt als Beispiele eine Lüfterhaube direkt neben einem Hotend und ein Antriebsteil, das das volle Drehmoment einer Produktionsmaschine überträgt.

Der Preis dafür sind die Anforderungen an Ihr Setup. Heißere Düse und heißeres Druckbett, fast keine Bauteilkühlung, ein Gehäuse, das von hilfreich zu unverzichtbar wird, und ein Trennmittel auf dem Druckbett. ASA behält zudem einen Vorteil, den PC nicht für sich beansprucht: seinen Ruf für UV-Beständigkeit im Freien, der bei einem Gartenobjekt oder einem Autoteil zählt. Wenn Ihr Teil draußen ohne nennenswerte Hitze eingesetzt wird, ist ABS oder ASA weiterhin die klügere Wahl.

Eine einfache Regel: Beginnen Sie mit ABS oder ASA, solange sie ausreichen. Wechseln Sie nur dann zu PC, wenn Teile in ABS tatsächlich versagt haben, sei es durch Erweichen oder Brechen. So nehmen Sie die zusätzliche Schwierigkeit nur auf sich, wenn der Gewinn für Ihre Anwendung auch wirklich genutzt wird.

Für wen PC-Filament geeignet ist und welchen Drucker es braucht

Prusament ist deutlich: Wenn Sie neu im 3D-Druck sind, bleiben Sie bei PLA. PC Blend richtet sich an erfahrene Druckerbesitzer, die ein zähes, langlebiges Material für Prototypen und Funktionsteile unter thermischer oder mechanischer Belastung wollen. Polymaker nennt funktionale Prototypen, Werkzeuge und Endanwendungsteile für technische Anwendungen. Beide sagen dasselbe: PC ist ein Produktionsmaterial, kein Lernmaterial.

Bei der Hardware ist das Gehäuse das Kriterium Nummer eins. Ein ab Werk geschlossener Drucker, der Düse und Druckbett auf die nötigen Werte bringen kann, genügt nach den Vorgaben von Prusament für PC Blend. Für PolyMax PC verweist Polymaker auf eine aktiv beheizte Druckkammer, was die meisten Consumer-Maschinen ausschließt und auf den professionellen Bereich oder auf den Umbau des eigenen Geräts verweist. Unsere Anleitung zu geschlossenen 3D-Druckern listet auf, worauf Sie achten sollten.

Bevor Sie sich festlegen, rechnen Sie die gesamte Ausstattung zusammen: einen leistungsfähigen Drucker, einen Trockner, der 75 °C erreicht, den passenden Haftvermittler und Spulen. Die Einstiegskosten liegen über denen eines PLA-Setups, und unser Budget-Tool für den Einstieg hilft Ihnen, sie zwischen Einstiegs- und Mittelklasse einzuordnen. Schließlich ersetzt kein Datenblatt einen Test mit Ihrer eigenen Geometrie. Drucken Sie einen kleinen Prototyp und prüfen Sie ihn unter realen Bedingungen, bevor Sie eine Serie starten.

Quellen und Grenzen

• Polymaker — PolyMax PC
• Prusament — PC Blend

Wir ordnen Hersteller- und Community-Dokumentation; diese Produkte haben wir nicht selbst gemessen. Das Handbuch Ihres genauen Modells hat Vorrang vor allgemeinen Hinweisen.