Композиты с углеволокном и стекловолокном (CF/GF)

Композитные филаменты — это знакомые PETG, ABS, полиамид или TPU с короткими волокнами внутри. Волокна делают деталь жёстче и стабильнее по размерам, но меняют правила печати.

Обозначения CF и GF пришли из мира композитов: CF — carbon fiber, углеродное волокно, GF — glass fiber, стекловолокно. Цифра после букв обычно показывает долю наполнителя в процентах: CF10 — около 10 % углеволокна, GF30 — около 30 % стекловолокна. В филаменте используются короткие рубленые волокна длиной в доли миллиметра — они проходят через сопло вместе с расплавом.

Что волокна дают детали

Жёсткость. Деталь меньше прогибается под нагрузкой — это главное преимущество. Кронштейн из PETG CF ощутимо «твёрже» обычного.
Стабильность размеров. Волокна снижают усадку и тепловое расширение: детали меньше коробятся, точнее садятся в размер.
Теплостойкость под нагрузкой. Особенно у полиамидов: композит держит форму при температурах, где чистый пластик уже ползёт.
Матовая поверхность. Слои почти не видны, деталь выглядит технично и «дорого».

Есть и обратная сторона. Короткие волокна обычно снижают ударную вязкость и удлинение при разрыве: композитная деталь жёстче, но при перегрузке ломается резче. Межслойная прочность тоже может быть ниже, чем у чистого материала. Поэтому композит — не «улучшенная версия всего», а инструмент для жёстких деталей.

Схема: волокна выстраиваются вдоль нити, латунное сопло изнашивается — Волокна ориентируются вдоль экструзии и работают как абразив для сопла.

CF или GF: что выбрать

Углеволокно и стекловолокно (качественно)
Свойство	CF (углеволокно)	GF (стекловолокно)
Жёсткость	максимальная	высокая
Вес	чуть легче	чуть тяжелее
Ударная вязкость	ниже	обычно выше, чем у CF
Внешний вид	глубокий матовый чёрный/серый	матовый, цвет основы светлее
Электроизоляция	хуже	лучше
Цена	выше	ниже

Выбирайте CF, когда нужна максимальная жёсткость и эффектный вид: рамы, кронштейны, корпуса инструментов. GF — когда важнее сочетание жёсткости и ударной вязкости, нужна электроизоляция или цена. В каталоге НИТ есть ещё серия SiO10 — композиты с минеральным наполнителем на основе PETG, ABS и PA-6; состав и назначение указаны в карточке товара.

Сопло: только закалённая сталь

Углеродные и стеклянные волокна твёрже латуни. Проходя через сопло, они работают как наждачная бумага: латунное сопло за несколько сотен граммов композита может заметно разбить отверстие. Сначала это проявляется недоэкструзией и размытой геометрией, потом сопло приходится менять. Поэтому для всех композитов нужно сопло из закалённой стали или другого износостойкого материала.

Минимальное сопло по рекомендациям НИТ
Материал НИТ	Минимальное сопло
PETG CF10, PETG GF10, PETG SiO10	0,4 мм, закалённая сталь
ABS CF10, ABS GF10, ABS SiO10	0,4 мм, закалённая сталь
PA-6 CF10, PA-6 GF10, PA-6 SiO10	0,4 мм, закалённая сталь
TPU 90A CF10, TPU 75A GF10, TPU 90A GF10	0,4 мм, закалённая сталь
ABS GF30, PETG GF30, TPU 90A GF30	0,6 мм, закалённая сталь
PA-612 CF15, PA-612 GF20	0,6 мм, закалённая сталь

Особенности настроек

Температура обычно на 5–15 °C выше, чем у основы: наполнитель увеличивает вязкость.
Поток немного ниже — НИТ указывает 0,95–0,98 в зависимости от материала.
Камера — как у основы: PETG-композиты печатаются без неё, ABS и PA — с закрытой камерой.
Сушка — как у основы или чуть дольше: волокна не защищают пластик от влаги.
Откаты — умеренные: длинный откат композитом изнашивает тракт и провоцирует пробки.

Основные режимы композитов НИТ
Материал	Сопло	Стол	Обдув	Сушка
PETG CF10 / GF10	255–270 °C	80 °C	20–40 %	60–65 °C, 8–12 ч
ABS CF10	260–270 °C	100–110 °C	0, камера	70–80 °C, 8–12 ч
PA-6 CF10	280–300 °C	100–110 °C	0, камера	80–90 °C, 12–24 ч
PA-612 CF15	270–295 °C	100–110 °C	0–20 %	80–90 °C, 12–24 ч
TPU 90A CF10	235–245 °C	35–55 °C	30–50 %	60–65 °C, 8–12 ч

Какой композит выбрать

Без закрытой камеры, жёстко и красиво — PETG CF и GF.
Салон авто, корпуса, меньше коробления, чем у ABS — ABS CF и GF.
Нагрузка, нагрев, износ — PA CF.
Гибкие детали, которые не должны растягиваться — TPU с наполнителем, см. TPU.

Обработка и безопасность

Матовая поверхность композитов редко требует обработки: слои на ней почти не видны. Если деталь всё же шлифуют, работают в респираторе и с влажной шкуркой: пыль с короткими волокнами раздражает кожу и дыхательные пути. Пыль собирают пылесосом или влажной тряпкой, а не сдувают. Сверлить и нарезать резьбу в композитах можно, но волокна быстро тупят инструмент — для крепежа удобнее вплавляемые втулки.

Сушить и хранить композиты нужно так же, как их основу: волокна не защищают пластик от влаги. Влажный композит особенно заметно теряет межслойную прочность, поэтому перед ответственной печатью катушку стоит просушить — режимы в статье о сушке филамента.

Композиты НИТ

Композиты на основе PETG, ABS, PA и TPU с углеволокном, стекловолокном и минеральным наполнителем.

Все композиты в каталоге НИТ — Катушки 0,5 и 1 кг, настройки печати — в карточке каждого материала.

Вопросы и ответы

Композит прочнее обычного пластика?

Жёстче — да. Прочнее на удар — чаще нет: короткие волокна обычно снижают ударную вязкость. Выбирайте композит, когда деталь не должна гнуться.

Сколько проживёт латунное сопло на композите?

Недолго: износ заметен уже после сотен граммов. Ставьте закалённую сталь сразу.

Нужно ли закалённое сопло для обычного PLA после композитов?

Нет, но им можно печатать и обычные пластики. Теплопроводность стали ниже латуни, поэтому иногда температуру поднимают на 5–10 °C.

Почему композитная деталь ломается по слоям?

Межслойное сцепление у композитов ниже. Повышайте температуру в пределах рекомендаций, сушите пластик и ориентируйте деталь так, чтобы нагрузка шла вдоль слоёв.