Engineering-Grade Filaments: A Data-Driven Guide to PET-CF, PPA-CF, and PPS-CF for Structural Applications

Filament carbon fiber reinforced — PET-CF, PPA-CF, PPS-CF, dan PA6-CF — menjanjikan kekuatan setara logam dari printer FDM desktop. Namun, data dari Bambu Lab Technical Data Sheets dan penelitian independen mengungkapkan trade-off signifikan antara kekuatan, ketangguhan, adhesi interlayer, dan printability yang harus dipahami sebelum memilih material.

Data Komparatif dari Bambu Lab TDS

PPA-CF: Raja Kekuatan dengan Syarat Ketat

Dengan flexural strength 208 MPa, PPA-CF adalah filament FDM terkuat yang tersedia secara komersial — 3.3× lebih kuat dari ABS. Impact strength-nya (41.7 KJ/m²) juga tertinggi. Namun, Z-adhesion hanya 4.3 KJ/m² — kelemahan signifikan untuk part yang menerima beban tarik antar-layer.

PPA-CF membutuhkan: nozzle hardened steel (0.6mm direkomendasikan), suhu nozzle 280–310°C, enclosure wajib, dan pengeringan filament sebelum dan selama printing adalah mandatory. Moisture absorption-nya 66% lebih rendah dari PA6-CF — ini keunggulan besar untuk stabilitas dimensi jangka panjang.

PPS-CF: Ketahanan Termal Tertinggi, Kelemahan Struktural Terbesar

HDT 264°C membuat PPS-CF menjadi pilihan untuk lingkungan ekstrem. Namun, Z-adhesion hanya 2.8 KJ/m² — yang terendah di antara seluruh CF filament. Impact strength-nya juga paling rendah (27.8 KJ/m²). Material ini adalah specialist tool: gunakan hanya ketika ketahanan kimia atau termal adalah prioritas absolut.

PA6-CF: Kejutan Z-Adhesion

Meskipun flexural strength-nya (151 MPa) lebih rendah dari PPA-CF, PA6-CF memiliki Z-adhesion tertinggi (15.5 KJ/m²) — bahkan melebihi ABS (7.4 KJ/m²). Ini membuatnya ideal untuk aplikasi di mana beban multi-aksial atau ketahanan delaminasi adalah prioritas. Kelemahannya: moisture absorption tinggi.

PLA-CF: Trade-off Tensile-Flexural

MDPI JMMP (2025) mendemonstrasikan bahwa penambahan CF ke PLA meningkatkan tensile strength secara proporsional, tetapi menurunkan flexural strength. Rasio 40–60% PLA-CF memberikan keseimbangan optimal. Nozzle 0.6mm memberikan hasil terbaik — nozzle 0.4mm tersumbat lebih sering.

Kesimpulan: Tidak Ada Material Ajaib

CF filament menawarkan peningkatan dramatis dalam stiffness dan thermal resistance, tetapi dengan penalti signifikan pada Z-adhesion dan printability. Memilih material yang tepat membutuhkan pemahaman tentang arah beban dominan pada part final.