PA6 CF 3D drucken: Kennwerte, Druckparameter, Tempern, Grenzen

Stand: Oktober 2026 · Lesezeit ca. 9 Minuten

PA6 CF ist kohlefaserverstärktes Polyamid 6 und im FFF 3D Druck der Werkstoff für belastete Funktionsteile: Vorrichtungen, Lehren, Greifer, Tiefziehwerkzeuge, Ersatzteile. Dieser Artikel erklärt die Werkstoffklasse, nennt die Kennwerte unseres PA6 CF HT als Beispiel, gibt Druckparameter und Temperrezept und sagt, wo PA6 CF endet und PPS CF oder PEKK beginnen.

Was PA6 CF ist

Polyamid 6 ist ein teilkristalliner technischer Kunststoff mit hoher Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Unverstärkt ist er vergleichsweise weich, nimmt Wasser auf und verzieht sich beim Drucken. Kurze Kohlefasern (CF) ändern das Bild: Sie erhöhen Steifigkeit und Festigkeit um ein Mehrfaches, senken die Schwindung und damit den Verzug und machen die Oberfläche matt und maßhaltig. Der Faseranteil liegt bei handelsüblichen Filamenten meist zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent; die Fasern richten sich beim Extrudieren in Druckrichtung aus.

Die Zusatzbezeichnung HT (hochtemperaturbeständig) steht für Typen, die nach dem Tempern eine Wärmeformbeständigkeit um 200 °C erreichen. Unser PA6 CF HT wurde in Kiel aus eigenem Bedarf entwickelt und ist auf den CHX 350 abgestimmt. Die Werte in diesem Artikel beziehen sich auf dieses Filament; andere PA6-CF-Typen liegen je nach Faseranteil und Matrix darunter.

Kennwerte am Beispiel PA6 CF HT

Kennwert	PA6 CF HT	Norm, Bedingung
Zugfestigkeit (XY, trocken)	170 MPa	ISO 527
E-Modul	15 GPa	ISO 527
Dehnung bei Fmax	1 %	ISO 527
Schlagzähigkeit	47 kJ/m²	ISO 179 1eU
Dichte	1,25 g/cm³	–
Wärmeformbeständigkeit HDT/A	200 °C	ISO 75, nach dem Tempern
Dauergebrauchstemperatur	150 °C über 20.000 h	IEC 60216
Kurzzeitig	180 °C, insgesamt höchstens 200 h	–
Wasseraufnahme	< 0,3 %	ISO 62, 23 °C / 24 h
Wärmeausdehnung (längs)	0,4 × 10⁻⁵/K	–
Wärmeleitfähigkeit (in der Ebene)	1 W/mK	–
Preis	80–150 €/kg	je nach Hersteller und Menge

Zwei Werte werden oft verwechselt: Die Wärmeformbeständigkeit (HDT) ist ein Kurzzeitwert unter Prüflast und kein Einsatzwert. Für ein Bauteil, das dauerhaft warm wird, zählt die Dauergebrauchstemperatur von 150 °C. Chemikalienbeständigkeit und UV-Stabilität sind gut, was PA6 CF für Betriebsmittel in Werkstatt und Halle tauglich macht.

Druckparameter

Parameter	Empfehlung PA6 CF HT
Düsentemperatur	275 °C (Klasse: 270–290 °C)
Druckbett	80 °C erste Lage, 60 °C danach
Bauraum	Geschlossen, 60–80 °C; für Teile über 500 mm Pflicht
Düse	Gehärteter Stahl, mindestens 0,8 mm; nach 5 kg auf Verschleiß prüfen
Volumenstrom	10–20 mm³/s
Schichthöhe	Für belastete Teile etwa 40 % des Düsendurchmessers, bei 0,8 mm also 0,32 mm
Bauteillüfter	30–50 %, die ersten zwei Lagen ohne
Rückzug (Direktextruder)	0,8–1,5 mm
Druckoberfläche	Phenolharz-Gewebe oder PEI

Die Kohlefasern schleifen Messingdüsen innerhalb weniger Kilogramm auf; eine gehärtete Düse ist deshalb keine Option, sondern Voraussetzung. Der große Düsendurchmesser hält die Fasern in der Schmelze beweglich und erhöht den Durchsatz, kostet aber Detailauflösung. Wie man Profile für technische Werkstoffe systematisch einstellt, zeigt der Artikel Slicer-Einstellungen für technische Kunststoffe.

Trocknen: vor dem Druck und beim Druck

Polyamid nimmt Wasser aus der Luft auf, und feuchtes PA6 CF druckt schaumig, haftet schlecht und verliert Festigkeit. Vor dem Druck mindestens 12 Stunden bei 85 °C im Umluftofen trocknen (Polystyrol-Spulen höchstens 80 °C, Polycarbonat-Spulen bis 110 °C). Bei Druckzeiten über einen Tag nimmt das Filament auf der Spule wieder Feuchte auf; ein Trockner, der das Filament während des Drucks trocken zuführt, löst das. Hintergründe und Trockenzeiten für alle Werkstoffe stehen im Artikel Filament trocknen.

Tempern: wann es nötig ist und wie es geht

Frisch gedrucktes PA6 CF HT hat eine Wärmeformbeständigkeit um 65 °C. Erst das Tempern lässt das Polyamid nachkristallisieren und hebt den Wert auf 200 °C. Dazu kommt ein zweiter Grund: Ohne Tempern kriecht das Bauteil unter Last, sobald es wieder Feuchte aufnimmt, und verformt sich über Tage und Wochen. Für Bauteile, die warm werden oder dauerhaft Last tragen, gehört das Tempern deshalb zum Prozess.

1. Ofen auf 70 °C ± 2 °C vorheizen, Teil einlegen, 1 Stunde je mm der dicksten Wandstärke halten.
2. Auf 110 °C ± 5 °C erhöhen, wieder 1 Stunde je mm halten.
3. Ofen ausschalten und langsam abkühlen lassen; Teil erst unter 50 °C entnehmen.

Das Teil schwindet dabei nach unseren Erfahrungswerten um 0,8–1,5 %, was in der Konstruktion vorgehalten werden muss. Theorie, Rezepte für andere Werkstoffe und die erreichbaren Toleranzen behandelt der Artikel Tempern von 3D Druckteilen.

PA6 vs PA12 vs PA6 CF

Die Frage „PA6 oder PA12“ stellt sich beim Filament seltener als im Pulverbett, wo PA12 der Standardwerkstoff ist. Für den FFF Druck gilt in groben Zügen:

Eigenschaft	PA6 (unverstärkt)	PA12 (unverstärkt)	PA6 CF HT
Steifigkeit, Festigkeit	mittel	niedriger als PA6	hoch (170 MPa, 15 GPa)
Zähigkeit	hoch	hoch	geringer (1 % Dehnung)
Wasseraufnahme	hoch, Eigenschaften feuchteabhängig	niedrig, maßstabiler	< 0,3 %, nach dem Tempern stabil
Verzug beim Drucken	stark	geringer	gering durch Fasern
Wärmeformbeständigkeit	niedrig ohne Tempern	niedrig	200 °C nach dem Tempern
Preis	günstig	höher als PA6	80–150 €/kg
Typischer Einsatz	Gleitlager, Schnappverbindungen, Filmscharniere	Pulverbett-Teile, feuchte Umgebung	Vorrichtungen, Lehren, Greifer, Werkzeuge

Die Zeilen zu PA6 und PA12 sind Einordnungen der Werkstoffklassen; die Werte einzelner Filamente stehen in den Datenblättern der Hersteller und weichen je nach Typ ab. Für belastete Teile, die maßhaltig bleiben sollen, führt im FFF Druck der Weg meist zu PA6 CF: Die Fasern liefern, was PA12 an Maßhaltigkeit voraushat, und dazu die Steifigkeit.

Konstruieren mit PA6 CF

Die Fasern liegen in der Schichtebene, quer dazu gibt es keine durchgehende Faser. Die Festigkeit über die Schichtgrenze hinweg liegt deshalb bei typisch 30–50 % des Wertes in der Ebene, die Schlagzähigkeit fällt noch deutlicher ab. Daraus folgen drei Regeln: Lasten in die Schichtebene legen, also die Druckrichtung nach dem Lastpfad wählen; Kräfte an Schraubverbindungen über Stahlbuchsen und Passstifte einleiten statt über das gedruckte Gewinde; und Kerben an Schichtgrenzen vermeiden. Beispiele mit Skizzen zeigen die Artikel Schweißlehre selber bauen und Robotergreifer konstruieren, die Grundlagen der Konstruktionsleitfaden für FFF.

Wo PA6 CF endet

• Dauerhaft über 150 °C: dann PPS CF (Wärmeformbeständigkeit bis 260 °C nach dem Tempern, sehr gute Chemikalienbeständigkeit) oder PEKK (255 °C Dauergebrauch), beide mit aktiver Kammerheizung und deutlich teurer.
• Dehnung und Schlag statt Steifigkeit: Bauteile, die federn oder Stöße aufnehmen sollen, sind mit unverstärktem PA6, PETG oder PP besser bedient; PA6 CF bricht bei 1 % Dehnung.
• Glatte Sichtflächen: Die Oberfläche ist matt und leicht rau. Wo es auf Optik ankommt, nachbearbeiten oder einen anderen Werkstoff wählen.
• Lebensmittelkontakt, Medizin: Kohlefaserfilamente sind dafür in der Regel nicht freigegeben.
• Offene Tischgeräte: Ohne gehärtete Düse, 280 °C am Druckkopf und geschlossenen Bauraum bleiben Verschleiß, Verzug und Schichtablösung. Was ein Drucker dafür mitbringen muss, steht in 3D Drucker offen oder geschlossen?

Die Einordnung gegen PETG CF, PC und die Hochleistungsklasse gibt der Artikel Technische Kunststoffe im 3D Druck; welches Filament zu einer konkreten Anforderung passt, zeigt der Material-Finder.

Häufige Fragen

Muss PA6 CF getempert werden?

Für Bauteile, die warm werden oder dauerhaft Last tragen, ja. Ohne Tempern liegt die Wärmeformbeständigkeit um 65 °C und das Teil kriecht, sobald es Feuchte aufnimmt. Nach dem Tempern bei 70 °C und 110 °C, je 1 Stunde pro mm Wandstärke, erreicht PA6 CF HT 200 °C HDT/A und bleibt formstabil. Das Teil schwindet dabei um 0,8–1,5 %.

Wie temperaturbeständig ist PA6 CF?

PA6 CF HT: Dauergebrauch 150 °C über 20.000 Stunden, kurzzeitig 180 °C für insgesamt höchstens 200 Stunden, Wärmeformbeständigkeit HDT/A 200 °C nach dem Tempern. Die 200 °C sind ein Kurzzeitwert unter Prüflast; für den Einsatz zählt der Dauergebrauchswert.

PA6 oder PA12: Was ist besser für den 3D Druck?

PA12 nimmt weniger Wasser auf und bleibt maßstabiler, PA6 ist steifer, fester und günstiger. Für belastete, maßhaltige Teile im FFF Druck ist faserverstärktes PA6 CF meist die bessere Wahl, weil die Fasern Steifigkeit und Maßhaltigkeit zugleich bringen. PA12 ist im Pulverbett der Standard.

CHX 350, Großformat 3D Drucker aus Kiel: Kauf ab 42.000 € oder Miete ab 1.190 € im Monat, jeweils zzgl. MwSt. Vorher drucken wir Ihr Bauteil kostenlos, auf Wunsch in PA6 CF HT.