PET, PETG und PCTG -- eine Familie, drei Alkohole
Diese drei Materialien sind chemisch enger verwandt, als die Namen vermuten lassen: Alle drei sind Polyester aus Terephthalsäure. Was sich unterscheidet, ist der Alkohol, mit dem sie verestert wird -- und daran hängt alles Weitere.
Die regelmäßige Kette von reinem PET kann sich zu Kristalliten stapeln. Das macht das Material fest und hitzebeständig, sorgt beim Abkühlen aber für Schrumpf und Verzug. CHDM (Cyclohexandimethanol) ist ein sperriger Ring statt einer geraden Kette. Baut man ihn ein, passen die Ketten nicht mehr aufeinander, die Kristallisation fällt aus, und das Material wird amorph: durchsichtig, zäh, verzugsarm -- und leicht zu drucken. PETG ist also bewusst kaputt gemachtes PET. PCTG ist dieselbe Modifikation, nur konsequenter durchgezogen, was die Glasübergangstemperatur wieder etwas anhebt.
| Diol | Struktur | Tg | Düse | |
|---|---|---|---|---|
| PET | Ethylenglykol | teilkristallin | ~80 °C | 250--270 °C |
| PETG | Ethylenglykol + etwas CHDM | amorph | ~80 °C | 230--250 °C |
| PCTG | überwiegend CHDM | amorph | ~90 °C | 240--260 °C |
Hinweis zu den Druckparametern: Die Werte sind Richtwerte als erster Anhaltspunkt. Optimale Einstellungen hängen von deinem Drucker, der Düse, dem konkreten Filament und sogar der Raumtemperatur ab. Nutze immer die Empfehlungen des Filament-Herstellers als Startpunkt und taste dich in kleinen Schritten heran. Ein Temperaturturm ist dein bester Freund.
PET -- Polyethylenterephthalat
Chemie: Polykondensationsprodukt aus Terephthalsäure und Ethylenglykol -- das gleiche Polymer wie in PET-Flaschen. Ohne Comonomer ist die Kette regelmäßig genug, um Kristallite zu bilden → teilkristallin. PET ist das Basispolymer der Familie: PETG und PCTG entstehen durch teilweisen bzw. überwiegenden Ersatz von Ethylenglykol durch CHDM, was die Kristallisation verhindert und das Material amorph macht.
Terephthalsäure
Ethylenglykol
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Düsentemperatur | 250--270 °C |
| Betttemperatur | 70--90 °C |
| Glasübergang (Tg) | ~80 °C |
| Schmelzpunkt (Tm) | ~250 °C |
| Dichte | 1,38 g/cm³ |
| Zugfestigkeit | 55--80 MPa |
| E-Modul | 2,5--3,0 GPa |
| Lüfter | 20--50% |
Eigenschaften: Durch die teilkristalline Struktur ist PET steifer, fester und vor allem hitzebeständiger als PETG. Die HDT liegt deutlich höher -- je nach Kristallisationsgrad bis über 200°C (HDT-B). Chemisch beständig gegen Öle, Fette, verdünnte Säuren und Laugen. Gute Barrierewirkung gegen Gase und Feuchtigkeit (daher die Verwendung für Flaschen).
Druckverhalten: Schwieriger als PETG -- die höhere Kristallisationsneigung führt zu mehr Schrumpf und Warping. Einhausung empfohlen. PET-Filamente brauchen in der Regel höhere Drucktemperaturen als PETG und profitieren von langsamen Druckgeschwindigkeiten, damit die Schichthaftung stimmt. Manche Hersteller empfehlen Tempern nach dem Druck, um die Kristallinität und damit die Hitzebeständigkeit weiter zu erhöhen.
Geeignet für: Hitzebeständige Funktionsteile, die über die Grenzen von PETG hinausgehen, aber kein PC oder Nylon erfordern. Lebensmittelkontakt (Material selbst) -- gleiche Einschränkung wie bei PETG bezüglich FDM-Druckstruktur.
Nicht geeignet für: Feine Details, maßhaltige Teile ohne Nachbearbeitung (Schrumpf), Anfänger.
Varianten: PET-CF (carbonfaserverstärkt, gehärtete Düse nötig). Vorsicht bei Bezeichnungen wie "PETG HT" oder "PET HT" -- manche Hersteller meinen damit teilkristalline PET-Blends mit hoher Hitzebeständigkeit, andere ein modifiziertes PETG. Im Zweifel prüfen, ob das Material teilkristallin (→ PET-ähnlich, höhere HDT) oder amorph (→ PETG-ähnlich) ist.
Bezugsquelle: Ultrafuse PET (BASF/Forward AM) -- reines PET-Filament, lebensmittelecht, recyclebar.
PCTG -- Polycyclohexylendimethylenterephthalat
Chemie: Copolyester wie PETG, aber CHDM ist hier das Haupt-Diol -- Ethylenglykol wird großteils oder vollständig ersetzt. Das Ergebnis: ein amorpher, transparenter Thermoplast mit höherer Tg als PETG. Bekannteste Marke: Eastman Tritan -- BPA-frei und für Lebensmittelkontakt zugelassen (Materialbasis).
Polymerisation: Polykondensation wie bei PET/PETG -- Terephthalsäure reagiert mit CHDM (und ggf. wenig Ethylenglykol) unter Wasserabspaltung zu Esterbindungen.
Terephthalsäure
Cyclohexandimethanol (CHDM) -- Haupt-Diol
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Düsentemperatur | 240--260 °C |
| Betttemperatur | 70--80 °C |
| Glasübergang (Tg) | ~90 °C |
| Dichte | 1,23 g/cm³ |
| Lüfter | 30--50% |
Eigenschaften: Höhere Tg als PETG (~90 vs. ~80°C), zäher, bessere Chemikalienbeständigkeit und höhere Klarheit. Weniger Stringing als PETG. BPA-frei. Durch den hohen CHDM-Anteil vollständig amorph -- kein Warping-Risiko durch Kristallisation.
Geeignet für: Hitzebeständigere Alternative zu PETG, transparente Gehäuse, Trinkgefäße (gleiche FDM-Einschränkung wie bei PETG: geschichtete Struktur ist nicht hygienisch reinigbar, Beschichtung empfohlen).
Nicht geeignet für: Anwendungen über ~85°C Dauerbelastung (dafür PET oder PC nehmen), feinste Details (Stringing ist weniger als bei PETG, aber nicht null).
Supportmaterial: BVOH (wasserlöslich, Dual-Extruder nötig). Ohne zweiten Extruder: Breakaway-Support. Verhält sich ähnlich wie PETG.
Bezugsquelle: 3D-Fuel Pro PCTG -- aus Eastman Tritan, viele Farben, auch als CF-Variante und Recycling-Version (ReFuel) erhältlich.
Weiterführendes
- Filament-Übersicht -- alle Materialien, Vergleichstabelle und Grundlagen
- PETG im Detail -- Druckparameter, Stringing, Betthaftung
- Polymerchemie für den 3D-Druck -- warum sich Wasseraufnahme, Verzug und Hitzebeständigkeit aus der Bindung im Rückgrat ergeben
- Strukturformeln lesen -- die Monomer-Bilder verstehen