PA-CF и PA-GF: два наполненных нейлона и как выбрать между ними
Нейлон с короткими волокнами жёстче чистого и почти не коробится. Но углеродное и стеклянное волокно дают разные свойства. Разбираем разницу в числах и по задачам.
Обновлено 28.10.2026
Когда производители оборудования выпускают новые хотэнды «для композитных материалов», они имеют в виду именно эти пластики: нейлон с короткими волокнами. Волокна повышают жёсткость, снижают усадку и делают поверхность матовой. Но выбор между углеродом и стеклом определяет поведение детали.
Что такое наполненный нейлон
В нить для печати добавляют рубленое волокно длиной 0,1–0,3 мм в количестве 10–30 % по массе. Волокно выстраивается вдоль направления выдавливания и армирует слой. Как в бетоне с арматурой: прочность вдоль волокон высокая, поперёк — ниже. Отсюда главное правило: нагрузку направляют вдоль слоёв.
Сравнение
| Параметр | PA-CF (углерод) | PA-GF (стекло) |
|---|---|---|
| Жёсткость (модуль, вдоль слоя) | 5–8 ГПа | 3–5 ГПа |
| Прочность на разрыв | 70–110 МПа | 60–90 МПа |
| Ударная вязкость | Ниже | Выше |
| Плотность | 1,1–1,2 г/см³ | 1,2–1,35 г/см³ |
| Цвет | Чёрный, графитовый | Натуральный, цветной |
| Поверхность | Матовая, ровная | Матовая, чуть шершавая |
| Электрические свойства | Рассеивающий, слабо проводящий | Диэлектрик |
| Износ сопла | Очень высокий | Очень высокий |
| Стоимость катушки | Выше | Ниже |
Цифры ориентировочные и зависят от базового нейлона (PA6, PA12), доли наполнителя и режимов печати.
Когда выбрать углерод
- Нужна максимальная жёсткость и малый вес: кронштейны, рамы, оснастка.
- Деталь должна рассеивать статику.
- Важен тёмный внешний вид без покраски.
- Рабочая температура до 120–140 °C (PA-CF выдерживает HDT 180–200 °C): подробнее в статье про стеклование и HDT.
Когда выбрать стекло
- Есть удары и вибрации: стекло лучше гасит их.
- Нужен цвет, отличающийся от чёрного.
- Деталь стоит рядом с электроникой, где проводимость нежелательна.
- Бюджет проекта ограничен.
Печать и износ
Оба материала содержат твёрдые волокна, которые стирают латунное сопло за 100–300 часов. Правильный выбор — закалённая сталь, рубин или износостойкий сплав; износ сопел разобран в статье про закалённое и рубиновое сопло. Температура сопла 260–290 °C, стол 70–90 °C, закрытая камера уменьшает коробление. Катушку сушат 8–12 часов при 70–80 °C, потому что влага превращается в пар и портит поверхность.
Особенности деталей
- Анизотропия. Вдоль слоя прочность в 2–3 раза выше, чем поперёк. Ориентируйте деталь так, чтобы нагрузка шла вдоль нитей. См. ориентацию детали при печати.
- Резьба и отверстия. Волокнистый материал плохо режется метчиком, лучше использовать латунные закладные втулки.
- Покраска. Матовая поверхность держит грунт, но перед окраской её шлифуют P400.
- Шлифовка. Пыль содержит волокна, поэтому шлифуют мокрым способом.
Сравнение с другими пластиками
| Материал | Жёсткость | Ударная прочность | Рабочая температура |
|---|---|---|---|
| PETG | Средняя | Средняя | до 60–65 °C |
| ASA | Средняя | Хорошая | до 80–85 °C |
| Нейлон PA12 | Средняя | Высокая | до 100 °C |
| PA-GF | Высокая | Хорошая | до 120 °C |
| PA-CF | Очень высокая | Средняя | до 140 °C |
Сводка по армированным пластикам — в обзоре «Армированные пластики для 3D-печати», а замену металла нейлоном с карбоном описывает материал «Пластик вместо металла».
Примеры деталей
Кронштейн камеры из PA-CF. Размер 60×40×25 мм, стенка 2,4 мм, 4 периметра, заполнение 50 %. Вес около 18 г против 50 г у алюминиевого аналога. Жёсткость достаточна, чтобы камера не дрожала при вибрации.
Захват для робота из PA-GF. Губки 45×15×10 мм с зубчатой насечкой. Стеклонаполненный материал лучше переносит удары о заготовку, а светлый цвет позволяет видеть износ.
Корпус датчика из PA-GF. Нужен диэлектрик, цвет — натуральный серый, поэтому подходит стекло, а не углерод.
Рама дрона из PA-CF. Лучи 12×8 мм с рёбрами, вес рамы 90 г. Вдоль волокон идёт нагрузка, поэтому лучи печатают плашмя.
Сушка и хранение
Нейлон активно впитывает влагу: за сутки на воздухе катушка набирает 1–2 % воды. Сушат перед печатью 8–12 часов при 70–80 °C, а хранят в герметичной коробке с силикагелем. Готовые детали тоже впитывают влагу, что снижает жёсткость на 10–20 %, но после высыхания свойства возвращаются.
Как выглядит поверхность
PA-CF имеет характерный матовый, слегка шероховатый вид с едва заметным блеском углеродных волокон, цвет — глубокий чёрный. PA-GF выглядит более «пластиковым»: поверхность сероватая или кремовая, при необходимости красится. Слои на наполненных материалах заметны слабее, чем на обычном нейлоне, но шлифовка идёт тяжелее из-за волокон. Для покраски поверхность грунтуют адгезионным составом по нейлону, иначе краска сходит. Если важен внешний вид, заранее оговорите допустимую фактуру.
Если нужно сделать
Расскажите о нагрузках и условиях — подберём PA-CF, PA-GF или другой материал. Свойства нейлонов описаны на странице нейлона; детали печатаются в разделе деталей на заказ, а проверка конструкции — в прототипировании. Цену посчитает калькулятор.