GF vs CF filament — sklené vs uhlíkové vlákna
Obsah
GF vs CF filament v skratke
Ak riešite GF vs CF filament pre funkčný diel, rozdiel nie je v tom, ktoré vlákno je „lepšie“, ale v tom, či potrebujete maximálnu tuhosť pri nižšej cene (GF), alebo maximálnu tuhosť pri nižšej hmotnosti (CF).
Krátka odpoveď
GF (sklené vlákna) aj CF (uhlíkové vlákna) zvyšujú tuhosť a rozmerovú stabilitu filamentu, no líšia sa v troch veciach: CF je ľahšie, tuhšie a drahšie, GF je lacnejšie a menej abrazívne, no o niečo ťažšie. Mirael3D skladom ponúka priamo porovnateľnú dvojicu — Spectrum PCTG GF10 a CF10, rovnaký základný materiál, len iné vlákno — obe od 49,95 €/kg. Oba typy vyžadujú kalenú trysku.
V článku porovnávame GF a CF naprieč vlastnosťami, ktoré reálne rozhodujú: tuhosť, hmotnosť, cenu, opotrebenie trysky a vzhľad. Pre širší kontext kompozitných filamentov si pozrite aj náš prehľad kompozitných filamentov PA-CF a PETG-CF.
Čo je GF (sklom vystužený) filament?
GF (glass fiber, sklené vlákna) sú krátke sklenené vlákna primiešané do základnej polymérovej matrice. Zvyšujú tuhosť a rozmerovú stabilitu materiálu, pričom sú výrazne lacnejšie na výrobu než uhlíkové vlákna. Výtlačky s GF majú typicky svetlejší, často natural odtieň, keďže sklo samo osebe nie je tmavé.
Mirael3D skladom ponúka GF v dvoch materiáloch: Spectrum PCTG GF10 (49,95 €/kg, natural) a Spectrum PA6 Low Warp GF30 (53,50 €/kg) — číslo v názve označuje percento vlákna v zmesi.
Vyššie percento vlákna (napríklad 30 % pri PA6 GF30 oproti 10 % pri PCTG GF10) znamená vyššiu tuhosť, no aj vyššiu krehkosť a náročnejšiu tlač — materiál sa stáva menej ohybným a viac náchylným na praskanie pri nesprávnych nastaveniach.
Čo je CF (uhlíkom vystužený) filament?
CF (carbon fiber, uhlíkové vlákna) sú krátke uhlíkové vlákna, ktoré materiálu dodávajú vyššiu tuhosť pri nižšej hmotnosti než sklené vlákna. Uhlíkové vlákna sú výrazne drahšie na výrobu a abrazívnejšie voči tryske. Výtlačky s CF majú charakteristický tmavý, matný povrch s viditeľnou textúrou vlákien.
Mirael3D skladom ponúka CF v troch materiáloch: Spectrum PCTG CF10 (49,95 €/kg), Spectrum PA6 Low Warp CF15S (53,50 €/kg), Spectrum PA12 CF15 (72,90 €/kg) a Spectrum PC-CF (49,95 €/kg).
Uhlíkové vlákna sa v priemysle cenia hlavne v aplikáciách, kde sa počíta každý gram — letecký a automobilový priemysel, drony, robotika. Pri 3D tlači sa táto vlastnosť prenáša najmä do funkčných dielov, kde tuhosť rozhoduje o výkone, nie o vzhľade.
Hlavné rozdiely medzi GF a CF
- Hmotnosť: CF je ľahšie pri porovnateľnej tuhosti — u nás PCTG CF10 má hustotu 1,28 g/cm³ oproti 1,31 g/cm³ pri GF10
- Opotrebenie trysky: CF je abrazívnejšie než GF, no oba typy pri Mirael3D vyžadujú kalenú trysku
- Cena: pri rovnakom základnom materiáli (naše PCTG GF10/CF10) je cena rovnaká — 49,95 €/kg — no vo všeobecnosti je CF vlákno drahšie na výrobu než GF
- Vzhľad: CF je tmavé a matné, GF zostáva bližšie k prirodzenej farbe základného materiálu
- Elektrická vodivosť: uhlíkové vlákna sú mierne elektricky vodivé, sklené vlákna sú elektrický izolant — relevantné pri dieloch blízko elektroniky
Oba typy vlákien tiež znižujú zmrštenie materiálu pri chladnutí, čo vysvetľuje, prečo sú vystužené verzie PA6 (GF30, CF15S) menej náchylné na warping než čisté PA6 — vlákna fyzicky obmedzujú, ako veľmi sa polymérová matrica môže zmrštiť.
GF vs CF priamo porovnateľné — PCTG GF10 vs CF10
Najlepší spôsob, ako si rozdiel medzi GF a CF reálne predstaviť, je porovnať ich v rovnakom základnom materiáli. Mirael3D je jeden z mála slovenských obchodov, kde je toto porovnanie priamo dostupné — oba produkty majú rovnaký PCTG základ, líšia sa len vo vlákne:
| Parameter | Spectrum PCTG GF10 | Spectrum PCTG CF10 |
|---|---|---|
| Vlákno | 10 % sklené | 10 % uhlíkové |
| Hustota | 1,31 g/cm³ | 1,28 g/cm³ |
| HDT | 76–78 °C | 76–78 °C |
| Farba | Natural | Tmavá, matná |
| Kalená tryska | Áno | Áno |
| Cena u Mirael3D | 49,95 €/kg | 49,95 €/kg |
Pri rovnakej cene tak výber medzi nimi závisí čisto od účelu: CF pre nižšiu hmotnosť a tmavý vzhľad, GF pre natural odtieň, ktorý sa dá neskôr farbiť alebo lakovať.
Toto priame porovnanie je užitočné aj ako všeobecný návod pri výbere medzi GF a CF verziou akéhokoľvek iného materiálu — princíp zostáva rovnaký naprieč PA6, PC aj ďalšími technickými filamentmi: rovnaká cena aj mechanické parametre, iná hmotnosť a vzhľad.
Opotrebenie trysky a nastavenia tlače
Oba typy vlákien sú abrazívne a bežnú mosadznú trysku dokážu viditeľne opotrebovať už po jednej-dvoch cievkach — CF vo všeobecnosti o niečo rýchlejšie než GF vďaka tvrdším, ostrejším časticiam vlákna. Pre oba typy preto vždy použite nerezovú alebo kalenú (hardened) trysku, pri intenzívnejšom používaní ideálne s rubínovým alebo karbidovým hrotom. Viac v článku Kalená tryska — kedy ju potrebujete a prečo.
Nastavenia tlače sa medzi GF a CF verziou toho istého materiálu takmer nelíšia — teplota, rýchlosť aj chladenie zostávajú rovnaké, mení sa len požiadavka na trysku.
Povrch výtlačku sa medzi GF a CF verziou tiež citeľne líši. CF dáva jemný, saténovo matný povrch s viditeľnou textúrou vlákien, ktorý mnohí používatelia oceňujú aj esteticky. GF verzie majú hladší, menej výrazný povrch bližší základnému materiálu — vhodnejší, ak plánujete diel dodatočne brúsiť, farbiť alebo lakovať.
Tabuľka: GF vs CF naprieč materiálmi
| Materiál | Vlákno | Cena u Mirael3D |
|---|---|---|
| PCTG GF10 | 10 % sklené | 49,95 €/kg |
| PCTG CF10 | 10 % uhlíkové | 49,95 €/kg |
| PA6 Low Warp GF30 | 30 % sklené | 53,50 €/kg |
| PA6 Low Warp CF15S | 15 % uhlíkové | 53,50 €/kg |
| PA12 CF15 | 15 % uhlíkové | 72,90 €/kg |
| PC-CF | 10 % uhlíkové | 49,95 €/kg |
Všimnite si, že Mirael3D aktuálne neskladuje čisté PC-GF — pre sklom vystužený polykarbonát preto odporúčame kontaktovať nás pre alternatívu.
Percento vlákna sa medzi materiálmi líši (10 % pri PCTG a PC-CF, 15 % pri PA6 CF15S a PA12 CF15, až 30 % pri PA6 GF30), pretože každý základný polymér znáša inú maximálnu koncentráciu vlákna bez toho, aby sa stal príliš krehkým na bežnú tlač.
Kedy zvoliť GF
- Rozpočet je citlivejší na cenu vlákna — GF je vo všeobecnosti lacnejšie na výrobu
- Chcete natural alebo svetlejší odtieň, ktorý sa dá neskôr farbiť či lakovať
- Hmotnosť dielu nie je kritickým faktorom
- Potrebujete vyššiu tuhosť bez nutnosti maximálnej redukcie hmotnosti
Kedy zvoliť CF
- Potrebujete čo najnižšiu hmotnosť pri zachovaní tuhosti (drony, robotika, letecké modely)
- Vyhovuje vám tmavý, matný vzhľad výtlačku
- Diel je mechanicky namáhaný a profituje z maximálnej tuhosti vlákna
- Cena vlákna nie je limitujúcim faktorom pre daný projekt
Pri výbere medzi GF a CF v rovnakom základnom materiáli (napríklad naše PCTG GF10/CF10) je teda rozhodnutie čisto o účele a vzhľade, keďže cena aj HDT vychádzajú prakticky rovnako.
Často kladené otázky o GF a CF filamentoch
Tu sú najčastejšie otázky o porovnaní GF a CF filamentov, ktoré dostávame od zákazníkov Mirael3D:
Je CF pevnejšie ako GF?
CF je vo všeobecnosti tuhšie pri nižšej hmotnosti než GF. Pri rovnakom percente vlákna (napr. naše PCTG GF10 a CF10) sú si však z hľadiska HDT a základnej tuhosti veľmi blízke — hlavný rozdiel je v hmotnosti a vzhľade.
Potrebujem pre GF aj CF filament kalenú trysku?
Áno, oba typy sú abrazívne a bežnú mosadznú trysku rýchlo opotrebujú. Pre všetky naše GF a CF materiály vždy použite nerezovú alebo kalenú trysku.
Prečo je CF filament drahší ako GF?
Výroba uhlíkových vlákien je náročnejšia a drahšia než výroba sklených vlákien. Pri rovnakom základnom materiáli a percente vlákna (naše PCTG GF10/CF10) sme však cenu zjednotili na 49,95 €/kg.
Dá sa GF filament farbiť alebo lakovať?
Áno, GF verzie (napríklad naše PCTG GF10 v natural odtieni) sa na farbenie alebo lakovanie hodia lepšie než tmavé CF verzie, keďže nemajú výraznú vlastnú farbu vlákna.
Ktoré vlákno je vhodnejšie pre drony a robotiku?
CF, vďaka nižšej hmotnosti pri zachovaní tuhosti. Pre aplikácie, kde hmotnosť rozhoduje (drony, robotické ramená), je CF zvyčajne lepšou voľbou než GF.
Predáva Mirael3D aj PC-GF?
Aktuálne skladom ponúkame len PC-CF (uhlíkové vlákna). Čisté sklom vystužené PC v ponuke momentálne nemáme — kontaktujte nás pre alternatívu.
Skracuje CF alebo GF životnosť trysky rovnako?
CF je vo všeobecnosti abrazívnejšie a trysku opotrebuje o niečo rýchlejšie než GF, no rozdiel nie je natoľko výrazný, aby ste pri GF materiáloch mohli bezpečne použiť bežnú mosadznú trysku. Pre oba typy odporúčame nerezovú alebo kalenú trysku.
Záver: GF vs CF — čo vybrať?
Pri otázke GF vs CF filament rozhoduje predovšetkým účel dielu. GF je lacnejšia voľba s prirodzenejším vzhľadom, vhodná tam, kde hmotnosť nie je kritická. CF sa oplatí, keď potrebujete maximálnu tuhosť pri minimálnej hmotnosti a nevadí vám tmavý, matný povrch.
Ak zvažujete aj ďalšie technické materiály, pozrite si náš prehľad kompozitných filamentov PA-CF a PETG-CF alebo kompletný návod na výber filamentu.
Vyskúšajte GF alebo CF vystužené filamenty s expresným doručením po Slovensku.
Pozrieť PCTG filament Pozrieť PA nylon filament Poradiť sa s nami
