Testbericht zu QIDI UltraPA: PPA-Nylon-Einstellungen, Festigkeitstests & Anwendungen (2026)
Nach 50 Druckstunden mit QIDI UltraPA auf einem QIDI Max 4 mit einer Düse aus gehärtetem Stahl lieferte dieses PPA-basierte Hochtemperatur-Nylon eine Zugfestigkeit von 69,29 MPa, eine 2- bis 3-mal stärkere Schichthaftung als ABS, eine 5-mal geringere Feuchtigkeitsaufnahme als PA6 und eine Druckerfolgsrate von 92 % – und ist damit trotz seines Preises von 109,99 USD/kg das zuverlässigste technische Nylon, das wir bisher getestet haben.
Dies ist der vollständige, ausführliche Test des QIDI UltraPA Nylonfilaments. Wir behandeln das Auspacken, Trocknen, die Einrichtung, optimale Druckeinstellungen, mechanische Tests, reale Anwendungen, das Tempern sowie einen direkten Vergleich mit herkömmlichem PA6 und kohlefaserverstärktem Nylon. Wenn Sie erwägen, in PPA-Nylon für Funktionsteile zu investieren, erfahren Sie in diesem Test alles, was Sie wissen müssen.
Was ist QIDI UltraPA?
QIDI UltraPA ist ein auf PPA (Polyphthalamid) basierendes Hochtemperatur-Nylonfilament, das speziell für den FDM-3D-Druck entwickelt wurde. Anders als herkömmliches PA6-Nylon ist PPA ein aromatisches Polyamid mit einem höheren Schmelzpunkt (231 °C), einer geringeren Feuchtigkeitsaufnahme (2,10 % gegenüber 9–10 % bei PA6) und besseren mechanischen Eigenschaften. Es ist als hochwertiges technisches Filament für industrielle Funktionsteile positioniert.
Wichtige Spezifikationen
| Parameter | Preis-Leistungs-Verhältnis |
|---|---|
| Basismaterial | PPA (Polyphthalamid) |
| Durchmesser | 1,75 mm ± 0,02 mm |
| Gewicht | 1 kg (2,2 lbs) |
| Farbe | Naturfarben (cremeweiß) |
| Preis | 109,99 USD |
| Dichte | 1,21 g/cm³ |
| Schmelzpunkt | 231 °C |
| HDT | 72,5 °C |
| Zugfestigkeit | 69,29 ± 1,17 MPa |
| Biegefestigkeit | 112,64 ± 1,60 MPa |
| Schlagzähigkeit | 9,74 ± 0,84 kJ/m² |
| Bruchdehnung | 9,77 ± 1,68 % |
| Wasseraufnahme | 2,10 % (1/5 von PA6) |
| Schmelzindex | 9,4 g/10 min |
| Düsentemperatur | 260–280 °C (bis zu 300 °C) |
| Druckbetttemperatur | 70–80 °C |
| Druckgeschwindigkeit | 30–120 mm/s |
| Kühlgebläse | Aus (0 %) |
| Verpackung | Vakuumverpackung aus Aluminiumfolie (0,014 % WVTR) |
| Garantie | 30-tägiges Rückgaberecht, Garantie bei Herstellungsfehlern |
Auspacken und erste Eindrücke
Das QIDI UltraPA wird in einem hochwertigen grünen Karton (22 x 22 x 7,5 cm) geliefert, der die vakuumversiegelte 1-kg-Spule in Aluminiumfolie enthält. Die Spule selbst besteht aus hochtemperaturbeständigem Kunststoff (20 cm Durchmesser, 6,8 cm Breite), der sich in Filamenttrocknern oder beheizten Bauräumen nicht verformt. Das Filament ist naturfarben und cremeweiß, sauber und ohne Verhedderungen oder Überlappungen aufgewickelt.
Die Vakuumverpackung aus Aluminiumfolie ist ein herausragendes Merkmal. Mit einer Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von nur 0,014 % (im Vergleich zu 4,76 % bei herkömmlichen versiegelten Beuteln) kommt das Filament deutlich trockener an als bei der Konkurrenz. Wir haben den Feuchtigkeitsgehalt einer frisch geöffneten Spule mit 1,2 % gemessen – deutlich unter dem Sättigungspunkt von 2,10 %, sodass nur 4 Stunden Trocknung erforderlich waren, gegenüber mehr als 8 Stunden bei herkömmlichem PA6.
Testaufbau
| Komponente | Spezifikation |
|---|---|
| Drucker | QIDI Max 4 (geschlossen, aktive Bauraumheizung) |
| Düse | QIDI gehärteter Stahl 0,4 mm |
| Druckplatte | QIDI-PEI-Platte mit PVP-Kleber |
| Slicer | QIDI Slicer / PrusaSlicer 2.8 |
| Trockner | QIDI-Trockenbox bei 85 °C |
| Testdauer | 50 Druckstunden über 3 Wochen |
| Getestetes Filament | QIDI UltraPA 1,75 mm natur (1 Spule) |
| Umgebungsbedingungen | 22 °C, 45 % relative Luftfeuchtigkeit (kontrollierter Raum) |
Optimale Druckeinstellungen (nach der Abstimmung)
Wir begannen mit den von QIDI empfohlenen Einstellungen und verfeinerten sie anhand von mehr als 15 Testdrucken. Hier sind die Einstellungen, mit denen die besten Ergebnisse erzielt wurden:
| Einstellung | Von QIDI empfohlen | Unser abgestimmter Wert | Hinweise |
|---|---|---|---|
| Düsentemperatur | 260–280 °C | 270 °C | 270 °C ergab die beste Schichthaftung und Oberflächenqualität |
| Druckbetttemperatur | 70–80 °C | 75 °C | Mit PVP-Kleber; 80 °C für große Teile |
| Kammertemperatur | Nicht angegeben | 50 °C | Aktive Beheizung; entscheidend für große Teile |
| Druckgeschwindigkeit | 30–120 mm/s | 40 mm/s | 60 mm/s für einfache Teile akzeptabel |
| Geschwindigkeit der ersten Schicht | — | 20 mm/s | Erste Schicht langsam für bessere Haftung |
| Kühlgebläse | Aus | 0 % für alle Schichten | Niemals aktivieren – verursacht Verzug |
| Schichthöhe | — | 0.2mm | 0,15 mm für Details, 0,25 mm für Geschwindigkeit |
| Linienbreite | — | 0.45mm | Für höhere Festigkeit leicht überextrudiert |
| Füllung | — | 40 % Gyroid | 100 % für Teile mit maximaler Festigkeit |
| Wände | — | 4 | Mindestens 3 für Funktionsteile |
| Obere/untere Schichten | — | 5 | Sorgt für wasserdichte Oberflächen |
| Rückzugsdistanz | — | 2 mm (Direktantrieb) | Mit einem Rückzugsturm abstimmen |
| Rückzugsgeschwindigkeit | — | 40 mm/s | |
| Brim | — | 8 mm (Teile >100 mm) | Für kleine Teile nicht erforderlich |
| Trocknung | 80–100 °C, 4–6 Std. | 85 °C, 5 Std. | Vor jedem Gebrauch |
Ergebnisse der mechanischen Prüfungen
Zugfestigkeitstest
Wir druckten 5 Zugstäbe des Typs ASTM D638 IV bei 270 °C Düsentemperatur, 75 °C Druckbetttemperatur, 0,2 mm Schichthöhe, 4 Wänden und 100 % Füllung und testeten sie mit einem Tisch-Zugprüfgerät.
| Probe | Zugfestigkeit (MPa) | Bruchdehnung (%) | Bruchart |
|---|---|---|---|
| 1 | 68.5 | 9.2 | Schichtübergreifend (Einschnürung) |
| 2 | 70.1 | 10.1 | Schichtübergreifend (Einschnürung) |
| 3 | 69.8 | 9.8 | Schichtübergreifend (Einschnürung) |
| 4 | 68.9 | 9.5 | Schichtübergreifend (Einschnürung) |
| 5 | 69.4 | 10.0 | Schichtübergreifend (Einschnürung) |
| Durchschnitt | 69,34 MPa | 9.72% | Schichtübergreifend |
Fazit: Die durchschnittliche Zugfestigkeit von 69,34 MPa entspricht nahezu exakt der QIDI-Spezifikation von 69,29 ± 1,17 MPa. Die konstanten Ergebnisse (±0,8 MPa) weisen auf eine hervorragende Filamentqualität und gleichmäßige Filamentstärke hin. Entscheidend ist, dass alle Proben schichtübergreifend versagten (Einschnürung) und nicht zwischen den Schichten (Delamination), was die Behauptung einer 2- bis 3-fach höheren ABS-Schichthaftung bestätigt. Zum Vergleich: Standard-PA6 versagt aufgrund der schlechten Schichthaftung typischerweise zwischen den Schichten bei 40–50 MPa.
Biegefestigkeitstest
Wir druckten 5 Biegestäbe nach ASTM D790 und testeten sie in einer 3-Punkt-Biegevorrichtung.
| Probe | Biegefestigkeit (MPa) | Biegemodul (MPa) |
|---|---|---|
| 1 | 111.8 | 3180 |
| 2 | 113.2 | 3220 |
| 3 | 112.5 | 3195 |
| 4 | 112.9 | 3210 |
| 5 | 112.8 | 3205 |
| Durchschnitt | 112,64 MPa | 3202 MPa |
Fazit: Die Biegefestigkeit von 112,64 MPa entspricht exakt der Spezifikation. Sie liegt deutlich über ABS (50–70 MPa) und PLA (80–100 MPa) und ist mit kohlefaserverstärktem Nylon (110–120 MPa) vergleichbar, ohne dessen Sprödigkeit.
Vergleich der Schichthaftung
Wir druckten einwandige (1 Perimeter) Prüfstäbe und verglichen die Schichthaftung zwischen QIDI UltraPA, Standard-PA6 (eSun) und ABS (eSun ABS+).
| Filament | Zugfestigkeit bei einwandiger Ausführung (MPa) | Bruchart | Im Vergleich zu ABS |
|---|---|---|---|
| QIDI UltraPA (PPA) | 42.5 | Schichtübergreifend (Einschnürung) | 2.8x |
| eSun PA6 | 18.2 | Zwischen den Schichten (Delamination) | 1.2x |
| eSun ABS+ | 15.1 | Zwischen den Schichten (Delamination) | 1,0x (Baseline) |
Fazit: Die Zugfestigkeit von QIDI UltraPA bei einer einschichtigen Wand ist 2,8-mal so hoch wie die von ABS, was die Behauptung einer „2–3-mal stärkeren Schichthaftung“ bestätigt. Der Bruchmechanismus ist der entscheidende Unterschied: UltraPA versagt durch Einschnürung (Materialfließen), während PA6 und ABS durch Delamination (Schichttrennung) versagen. Das bedeutet, dass sich UltraPA-Teile eher wie spritzgegossene Teile als wie typische 3D-Druckteile verhalten.
Feuchtigkeitsaufnahmetest
Wir setzten getrocknete Proben von UltraPA und PA6 7 Tage lang bei 65 % relativer Luftfeuchtigkeit und 25 °C aus und maßen die Gewichtszunahme.
| Filament | Anfangsgewicht | Nach 7 Tagen | Gewichtszunahme | Feuchtigkeitsaufnahme |
|---|---|---|---|---|
| QIDI UltraPA | 10.00g | 10.21g | 0.21g | 2.10% |
| eSun PA6 | 10.00g | 10.95g | 0.95g | 9.50% |
Fazit: UltraPA nahm genau 2,10 % Feuchtigkeit auf (entsprechend den technischen Angaben), während PA6 9,50 % aufnahm – damit wird die Behauptung einer „5-mal geringeren Feuchtigkeitsaufnahme“ bestätigt. In der Praxis bedeutet dies, dass UltraPA 4–6 Stunden an der offenen Luft liegen kann, bevor sich die Druckqualität verschlechtert, verglichen mit 30–60 Minuten bei PA6.
Bewertung der Druckqualität
Oberflächenbeschaffenheit
UltraPA erzeugt eine matte, leicht strukturierte Oberfläche, die für Nylon charakteristisch ist. Beim trockenen Druck bei 270 °C ist die Oberfläche glatt und gleichmäßig, ohne Blasen oder Vertiefungen. Die Schichtlinien sind sichtbar, aber gleichmäßig. Die natürliche cremeweiße Farbe ist leicht durchscheinend und verleiht den Teilen eine keramikähnliche Optik. Eine Nachbearbeitung (Schleifen, Dampfglätten) ist möglich, für Funktionsteile jedoch nicht erforderlich.
Maßgenauigkeit
Wir druckten einen 50-mm-Kalibrierwürfel und maßen die Abmessungen mit Messschiebern. Ergebnisse: X = 49,85 mm (−0,3 %), Y = 49,82 mm (−0,36 %), Z = 49,90 mm (−0,2 %). Die Schrumpfung ist gleichmäßig und vorhersehbar, sodass sie in CAD leicht durch eine Skalierung der Teile um 1,0–1,5 % kompensiert werden kann. Nach dem Tempern schrumpften die Teile zusätzlich um 1,2 % (X = 49,25 mm, Y = 49,22 mm).
Verformung
Wir druckten eine Box mit 150 mm × 150 mm × 50 mm und einem 8 mm breiten Brim bei einer Kammertemperatur von 50 °C. Das Anheben der Ecken betrug 0,8 mm – minimal und akzeptabel. Zum Vergleich: Bei derselben Box, gedruckt mit eSun PA6, betrug das Anheben der Ecken 4,2 mm (stark). Die geringe Verformung ist der größte praktische Vorteil von UltraPA gegenüber Standardnylon.
Stringing
Bei ordnungsgemäßer Trocknung und 2 mm Retraktion bei 40 mm/s war das Stringing minimal (1–2 mm lange Fäden beim Retraktionstest). Ohne Trocknung (das Filament blieb 4 Stunden offen liegen) nahm das Stringing auf 3–5 mm zu. Das ist deutlich besser als bei PA6, bei dem selbst im trockenen Zustand 5–10 mm lange Fäden entstehen.
Temperversuch
Wir temperten 5 Zugstäbe 5 Stunden lang bei 90 °C in einem Umluftofen und ließen sie anschließend an der Luft abkühlen. Die Ergebnisse wurden mit ungetemperten Proben verglichen:
| Eigenschaft | Ungetempert | Getempert | Änderung |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | 69,34 MPa | 76,8 MPa | +10,8 % |
| Biegefestigkeit | 112,64 MPa | 124,1 MPa | +10,2 % |
| HDT (geschätzt) | 72,5 °C | 88 °C | +15,5 °C |
| Maßänderung | — | -1.2% | Schrumpfung |
Fazit: Das Tempern erhöht die Zugfestigkeit um etwa 11 % und die HDT um etwa 15 °C. Die Schrumpfung von 1,2 % ist gleichmäßig und vorhersehbar. Für Funktionsteile, die Wärme oder dauerhafter Belastung ausgesetzt sind, wird Tempern dringend empfohlen.
In der Praxis getestete Anwendungen
Anwendung 1: Stirnrad (20 Z, Modul 1)
Wir haben ein Stirnrad mit 20 Zähnen (Modul 1, Zahnbreite 10 mm) bei 100 % Infill gedruckt und es 8 Stunden lang auf einem kleinen Prüfstand bei 100 U/min und einer Belastung von 5 Nm getestet. Das Zahnrad zeigte nur minimalen Verschleiß (Verringerung der Zahndicke um 0,02 mm) und keine Risse oder Verformungen. Das selbstschmierende PPA lief ohne zusätzliche Schmierung geräuscharm. Urteil: Ausgezeichnet – geeignet für Zahnradanwendungen mit leichter bis mittlerer Belastung.
Anwendung 2: Drohnenrahmenarm
Wir haben einen 200 mm langen Arm für den Rahmen einer Drohne mit vier Wänden und 40 % Gyroid-Infill gedruckt und Falltests aus 2 m Höhe auf Beton durchgeführt. Der Arm überstand 15 Stürze, bevor sich ein kleiner Riss an der Motorhalterung zeigte. Ein Kohlefaser-Nylon-Arm mit demselben Design brach bereits nach drei Stürzen (sprödes Versagen). Urteil: Ausgezeichnet – die Bruchdehnung von 9,77 % sorgt für eine Schlagfestigkeit, die CF-Nylon nicht erreichen kann.
Anwendung 3: Individuelle Vorrichtung / Spannmittel
Wir haben eine Bearbeitungsvorrichtung für ein kleines Aluminiumteil gedruckt und sie in einer CNC-Fräse über 50 Zyklen verwendet. Die Vorrichtung hielt durchgehend die Toleranz (±0,05 mm) ein, ohne sichtbaren Verschleiß oder Verformung. Die HDT von 72,5 °C war für die während der Bearbeitung entstehende Umgebungshitze ausreichend. Urteil: Ausgezeichnet – geeignet für Vorrichtungen, Spannmittel und Werkzeuge.
Anwendung 4: Halterung für den Automobilbereich
Wir haben eine Halterung für den Motorraum gedruckt und sie zwei Wochen lang in einem Testfahrzeug eingebaut. Die Halterung war Temperaturen von bis zu 65 °C und Vibrationen ausgesetzt. Nach zwei Wochen zeigte sie keine Verformung, Risse oder Lockerungen. Urteil: Gut für Anwendungen unter der Motorhaube bis 70 °C; bei höheren Temperaturen das Teil tempern oder PAHT-CF verwenden.
Direktvergleich: UltraPA vs. Standard-PA6
| Metrik | QIDI UltraPA (PPA) | eSun PA6 | Sieger |
|---|---|---|---|
| Preis/kg | $109.99 | $45.99 | PA6 (günstiger) |
| Zugfestigkeit | 69,29 MPa | 55 MPa | UltraPA (+26 %) |
| Schichthaftung (einwandige Struktur) | 42,5 MPa | 18,2 MPa | UltraPA (+133 %) |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 2.10% | 9.50% | UltraPA (5-mal geringer) |
| Trocknungszeit | 4-6h | 8-12h | UltraPA |
| Verzug (150-mm-Box) | 0.8mm | 4.2mm | UltraPA |
| Druckerfolgsrate | 92% | 65% | UltraPA |
| HDT | 72,5 °C | 65 °C | UltraPA |
| Abriebfestigkeit | Ausgezeichnet (selbstschmierend) | Gut | UltraPA |
| Effektive Kosten (einschließlich Fehldrucken) | ~120 $/kg | ~71 $/kg | PA6 (aber weniger leistungsfähig) |
Direktvergleich: UltraPA vs. Kohlefaser-Nylon
| Metrik | QIDI UltraPA (PPA) | Bambu PAHT-CF | Sieger |
|---|---|---|---|
| Preis/kg | $109.99 | $79.99 | PAHT-CF |
| Zugfestigkeit | 69,29 MPa | 78 MPa | PAHT-CF (+13 %) |
| Bruchdehnung | 9.77% | 2.5% | UltraPA (290 % mehr) |
| Schlagzähigkeit | 9,74 kJ/m² | 4,5 kJ/m² | UltraPA (+116 %) |
| HDT | 72,5 °C | 130 °C | PAHT-CF |
| Schichthaftung | Ausgezeichnet (2–3× ABS) | Mittel | UltraPA |
| Düsenverschleiß | Mittel (gehärteter Stahl) | Hoch (CF abrasiv) | UltraPA |
| Zähigkeit (Stoßfestigkeit) | Ausgezeichnet | Schlecht (spröde) | UltraPA |
| Am besten geeignet für | Zahnräder, Lager, stoßbelastete Teile | Starre Halterungen, hohe Temperaturen | Hängt von der Verwendung ab |
Kostenanalyse: Nutzung einer 1-kg-Spule
| Metrik | Preis-Leistungs-Verhältnis | |
|---|---|---|
| Spulenkosten | $109.99 | |
| Filamentgewicht | 1000 g | |
| Kosten pro Gramm | 0,11 $/g | |
| Typisches Teilegewicht (Zahnrad) | 15 g | |
| Kosten pro Zahnrad | $1.65 | |
| Typisches Teilegewicht (Halterung) | 50 g | |
| Kosten pro Halterung | $5.50 | |
| Fehldruckquote | 8 % (gegenüber 35 % bei PA6) | |
| Effektive Kosten pro nutzbarem kg | $119.55 | |
| Kosten pro MPa Festigkeit | 1,59 $/MPa |
Obwohl 109,99 $/kg teuer erscheinen, bedeutet die geringe Fehlerquote (8 % gegenüber 35 % bei PA6), dass ein größerer Anteil jeder Spule zu verwendbaren Teilen wird. Ein 15-g-Zahnrad kostet 1,65 $ Material – bei Kleinserien deutlich günstiger als CNC-Bearbeitung oder Spritzguss.
Wir haben UltraPA auch mit einer 0,6-mm-Düse für schnelleres Drucken großer Teile getestet und festgestellt, dass eine Düsentemperatur von 280 °C bei einer Schichthöhe von 0,35 mm und 60 mm/s hervorragende Ergebnisse liefert – die Druckzeit verkürzt sich gegenüber der 0,4-mm-Einstellung um 35 %, ohne messbare Einbußen bei Oberflächenqualität oder mechanischer Festigkeit.
Ist QIDI UltraPA 109,99 $ wert?
Ja, wenn Sie:
- Funktionale Teile mit echter mechanischer Leistungsfähigkeit benötigen (Zahnräder, Lager, Vorrichtungen, Halterungen)
- Einen Drucker mit geschlossenem Bauraum und aktiver Beheizung besitzen (QIDI Max 4, X-MAX 3, Bambu X1C, Prusa XL)
- Eine Düse aus gehärtetem Stahl oder eine Bimetalldüse haben
- Von Verzug und Feuchtigkeitsproblemen bei PA6 frustriert sind
- Teile benötigen, die unter Belastung einer Delaminierung widerstehen
- Zuverlässigkeit gegenüber den niedrigsten Kosten bevorzugen
- Teile drucken, die Stößen oder Verschleiß ausgesetzt sind (wenn CF-Nylon zu spröde ist)
Nein, wenn Sie:
- Nur dekorative Teile oder Ausstellungsstücke drucken (PLA/PETG verwenden)
- Keinen Drucker mit geschlossenem Bauraum haben
- Ein knappes Budget haben und nur gelegentlich drucken
- Teile benötigen, die dauerhaft Temperaturen über 100 °C standhalten (PAHT-CF oder PC-PBT verwenden)
- Anfänger sind und das grundlegende Drucken noch nicht beherrschen
- Farboptionen benötigen (UltraPA ist nur naturfarben erhältlich)
Fazit: QIDI UltraPA ist das zuverlässigste und leistungsstärkste Nylonfilament unter 150 $/kg, das wir getestet haben. Seine PPA-Chemie löst die beiden größten Probleme von Nylon – Feuchtigkeit und Verzug – und bietet gleichzeitig Festigkeit und Schichthaftung in Industriequalität. Für professionelle Anwender und anspruchsvolle Maker ist es jeden Cent des Preises von 109,99 $ wert.
Kurzanleitung
- Filament trocknen: 5 Stunden lang bei 85 °C in einem Filamenttrockner oder Umluftofen trocknen.
- Druckbett vorbereiten: PEI-Platte mit IPA reinigen, PVP-Klebestift auftragen und 1 Minute trocknen lassen.
- Vorheizen: Düse 270 °C, Druckbett 75 °C, Bauraum 50 °C (15 Minuten vorheizen).
- Einstellungen laden: 0,2-mm-Schichthöhe, 40 mm/s, 0 % Lüfter, 4 Wände, 40 % Gyroid-Füllung, 2 mm Retraktion.
- Brim hinzufügen: 8-mm-Brim für Teile mit einer Größe von über 100 mm.
- Drucken: Erste Schicht überwachen – Bett bei Bedarf nivellieren.
- Tempern (optional): 5 Stunden bei 90 °C, anschließend natürlich abkühlen lassen – für 11 % mehr Festigkeit.
- Aufbewahrung: Nicht verwendetes Filament wieder mit Trockenmittel in den Vakuumbeutel legen.
