PET-CF vs PETG-CF：性能と用途における主な違いを理解する

3Dプリントフィラメントの世界では、PET-CF（ポリエチレンテレフタレート炭素繊維）とPETG-CF（ポリエチレンテレフタレートグリコール炭素繊維）は、名称が似ていることからしばしば比較されます。しかし、これらの材料は化学的性質、性能特性、そして理想的な用途において大きく異なります。ここでは、主な違いを掘り下げ、PET-CFが要求の厳しい用途において優れたプレミアム素材として際立っている理由を探ってみましょう。

パフォーマンスの裏にある化学反応

両者の相違の中心となるのは、PET と PETG の分子構造です。

PET（ポリエチレンテレフタレート）	PETG（ポリエチレンテレフタレートグリコール）
PET の高度に整列した分子鎖と剛性のベンゼン環により結晶化が可能になり、優れた耐熱性、機械的性能、寸法安定性が得られます。	グリコール基が追加された PETG は結晶化能力が欠如しており、その結果、耐熱性が低下し、剛性が低下し、高ストレス下での機械的特性の信頼性が低下します。
化学式: (C10H8O4)n	化学式： C10H8O4

（画像はXueqiu.comより）

これらの構造の違いは、特に炭素繊維強化材と組み合わせた場合、その性能に影響を与えます。PETの結晶構造は繊維の結合力を高め、荷重伝達と機械的信頼性を向上させますが、PETGは非晶質であるため、高温下では性能が低下します。

機械的特性：PET-CFが優れている理由

カーボンファイバーは PET と PETG の両方の強度と剛性を高めますが、PET-CF の分子構造によりこれらの利点がさらに高まります。

PET-CFの主な利点:

• 優れた強度と安定性: PET-CF は、70 ～ 80°C を超えると軟化する PETG-CF とは異なり、長時間の負荷と高温下でも機械的完全性を維持します。

• 優れた寸法安定性: PET-CF は反りや収縮が最小限に抑えられ、精密部品に最適です。

• 強化された層結合: PET-CF の分子設計により、層間の接着性が向上し、より強力で信頼性の高い印刷が可能になります。

• 耐熱性: PET-CF は熱たわみ温度 (HDT) が高いため、高温用途に適しています。

機械的特性の比較：

財産	PET-CF	PETG-CF
抗張力	70～120MPa	50～70MPa
引張弾性率	6000～8000MPa	4000～6000MPa
曲げ強度	90～140MPa	70～100MPa
曲げ弾性率	5000～9000MPa	4000～6000MPa
熱たわみ温度（HDT）	120℃～150℃まで	最大80℃～100℃
衝撃強度（ノッチなし）	中程度、約6～10 kJ/m²	高、約10～15 kJ/m²
耐薬品性	酸/アルカリに対する優れた強力な耐性	中程度、一般的な化学物質への曝露に適している
寸法安定性	優れた低熱膨張	良好だがPET-CFより低い
印刷の難しさ	高い場合は加熱室と乾燥が必要	下側、一般的なFDM印刷に適しています

アプリケーション：PET-CFが輝く場所

PET-CF は、その優れた性能特性により、信頼性と精度が求められる業界に最適な素材です。

PET-CFの理想的な用途:

• 航空宇宙:ドローンや UAV 向けの軽量で高強度のコンポーネント。
• 自動車：耐熱性のボンネット下の部品および構造部品。
• 工業用:耐久性のあるツール、治具、機能的なプロトタイプ。
• 消費財:高性能スポーツ用具および保護具。
• ロボット工学:自動化プロジェクト向けの強力で精密な部品。

PETG-CF はそれほど要求が厳しくない作業には十分ですが、機械的信頼性、耐熱性、寸法精度が重要となる用途には PET-CF が不可欠です。

コスト vs. 価値

PET-CFは通常、PETG-CFよりも20～30%高価です（価格はサプライヤーと炭素繊維の含有量によって異なります）。PET-CFはPETG-CFよりも高価ですが、その性能上のメリットは投資に見合う価値があります。

• パフォーマンス上の利点: PET-CF は、より高い強度、優れた安定性、優れた耐熱性を実現します。

• 製造上の利点: PET-CF は反りを最小限に抑え、層の接着性を高め、より一貫した結果を生み出します。

• 長期的な節約:耐久性と信頼性が向上した PET-CF では交換の必要性が減り、長期的には時間とコストを節約できます。

印刷に関する推奨事項

これらの素材で最良の結果を得るには、次の印刷ガイドラインに従ってください。

PET-CF印刷のヒント:

• 乾燥: PET-CF は吸湿性が低いですが、最適なパフォーマンスを維持するためには乾燥した状態を保つ必要があります。

• 環境:寸法精度を保つために、管理された印刷環境が推奨されます。
• 層接着: PET-CF は優れた層接着性を備えており、層剥離の可能性を低減します。

• 反り:反りが最小限に抑えられるため、PET-CF は精密で複雑な設計に最適です。

PETG-CF印刷のヒント:

• シンプルさ: PETG-CF は印刷が簡単ですが、機械的なパフォーマンスはそれほど安定していません。

• 反り: PET-CF に比べて反りやすくなります。

• 湿気に対する敏感性: PETG-CF は多くの水分を吸収するため、使用前に慎重に乾燥させる必要があります。

最後に

PETG-CFは一般的な用途においても依然として価値のある材料ですが、高い強度、安定性、耐熱性が求められる厳しいプロジェクトにおいては、PET-CFが特に優れた選択肢となります。その高いコストは、優れた性能、耐久性、信頼性によって相殺されるため、重要な用途に取り組むエンジニア、メーカー、そして3Dプリンティングの専門家にとって不可欠な投資となります。

3D プリント部品から最高の性能を求める人にとって、PET-CF は強度、精度、耐熱性を兼ね備えており、明らかに最適です。