Krótki opis Druk 3D z włókna węglowego

---

Włókno węglowe drukowane w 3D jest drugą po metalu najbardziej poszukiwaną technologią wytwarzania przyrostowego. Ze względu na unikalne właściwości włókna węglowego, takie jak: lekkość, wysoka wytrzymałość, wysoka przewodność elektryczna, wysoka odporność na korozję, części wykonane w technologii druku 3D często charakteryzują się dużą precyzją i wysoką wydajnością.

Technologia druku 3D z włókna węglowego

▶ Technologia spiekania laserowego
Charakterystyka materiału: nylon wzmocniony krótkimi włóknami, PEEK, TPU i inne materiały proszkowe
Charakterystyka procesu: Wymieszaj krótko przycięte włókno węglowe i materiał nylonowy w określonej proporcji i zrealizuj integralne formowanie za pomocą spiekania laserowego.


▶  Technologia topienia wielostrumieniowego
Charakterystyka materiału: nylon wzmocniony krótkimi włóknami, PEEK, TPU i inne materiały proszkowe
Charakterystyka procesu: Poprzez ogrzewanie rury lampy, przekrój części gromadzi wystarczającą ilość ciepła, aby zrealizować formowanie stopu pod działaniem rozpuszczalnika.

▶  Technologia FDM
Charakterystyka materiału: PLA wzmocniony długimi włóknami, nylon, PEEK i inne materiały druciane
Charakterystyka procesu: Długie włókno jest wypełniane konwencjonalnym drutem za pomocą technologii FDM, aby wzmocnić efekt.

Metoda drukowania z włókna węglowego

▶  Tworzywo termoplastyczne wypełnione ciętym włóknem węglowym.
  Skrócone tworzywa termoplastyczne wypełnione włóknem węglowym są drukowane na standardowej drukarce FFF (FDM) składającej się z termoplastu (PLA, ABS lub nylonu) wzmocnionego drobnymi ciętymi pasmami, czyli włóknami węglowymi. Z drugiej strony, ciągła produkcja włókna węglowego jest unikalnym procesem drukowania, w którym ciągłe wiązki włókien węglowych są umieszczane w standardowych termoplastycznych podłożach FFF (FDM).
Krótko przycięte tworzywa sztuczne wypełnione włóknem węglowym i włókna ciągłe są wytwarzane przy użyciu włókna węglowego, ale różnica między nimi jest ogromna. Zrozumienie, jak działa każda metoda i jej idealne zastosowanie, pomoże w podejmowaniu świadomych decyzji dotyczących tego, co robić w produkcji addytywnej.

Siekane włókna węglowe są zasadniczo materiałami wzmacniającymi dla standardowych tworzyw termoplastycznych. Pozwala firmom drukować materiały, które na ogół są mniej wydajne, przy wyższych poziomach intensywności. Materiał jest następnie mieszany z tworzywem termoplastycznym, a uzyskana mieszanina jest wytłaczana na szpulę do technologii wytwarzania włókien ze stopu (FFF).
W przypadku kompozytów wykorzystujących metodę FFF, materiał jest mieszanką włókien ciętych (zwykle włókien węglowych) i konwencjonalnych tworzyw termoplastycznych (takich jak nylon, ABS czy kwas polimlekowy). Chociaż proces FFF pozostaje taki sam, cięte włókna zwiększają wytrzymałość i sztywność modelu oraz poprawiają stabilność wymiarową, wykończenie powierzchni i precyzję.
Ta metoda nie zawsze jest bezbłędna. Niektóre włókna wzmocnione ciętymi włóknami podkreślają wytrzymałość, regulując przesycenie materiału włóknami. Może to niekorzystnie wpłynąć na ogólną jakość przedmiotu obrabianego, zmniejszając jakość powierzchni i dokładność części. Prototypy i części do użytku końcowego mogą być wykonane z ciętego włókna węglowego, ponieważ zapewnia ono wytrzymałość i wygląd wymagany do testów wewnętrznych lub komponentów skierowanych do klienta.

Materiały wzmocnione ciągłym włóknem węglowym.
Prawdziwą zaletą jest ciągłe włókno węglowe. Jest to opłacalne rozwiązanie zastępujące tradycyjne części metalowe częściami kompozytowymi drukowanymi w 3D, ponieważ osiąga podobną wytrzymałość przy użyciu tylko ułamka masy. Może być stosowany do inkrustacji materiałów w tworzywach termoplastycznych przy użyciu technologii ciągłego wytwarzania włókien (CFF). Drukarka wykorzystująca tę metodę układa ciągłe włókna o wysokiej wytrzymałości (np. włókno węglowe, włókno szklane lub kevlar) przez drugą dyszę drukującą w wytłaczanym termoplastiku FFF podczas drukowania. Włókna wzmacniające tworzą „kręgosłup” części drukowanej, dając twardy, mocny i trwały efekt.
Ciągłe włókno węglowe nie tylko zwiększa wytrzymałość, ale także zapewnia użytkownikom selektywne wzmocnienie w obszarach, w których wymagana jest wyższa trwałość. Ze względu na naturę FFF podstawowego procesu, możesz wybrać budowanie warstwa po warstwie.
W każdej warstwie istnieją dwie metody wzmocnienia: zbrojenie koncentryczne i zbrojenie izotropowe. Koncentryczne wypełnienia wzmacniają zewnętrzne granice każdej warstwy (wewnętrznej i zewnętrznej) i rozciągają się na część z określoną przez użytkownika liczbą cykli. Izotropowe wypełnienie tworzy jednokierunkowe wzmocnienie kompozytowe na każdej warstwie, a splot włókna węglowego można symulować zmieniając kierunek wzmocnienia na warstwie. Te ulepszone strategie umożliwiają przemysłowi lotniczemu, motoryzacyjnemu i wytwórczemu integrację materiałów kompozytowych z ich przepływami pracy na nowe sposoby. Części drukowane mogą być używane jako narzędzia i armatura (wszystkie z nich wymagają ciągłego włókna węglowego, aby skutecznie symulować właściwości metalu.), takie jak narzędzia na końcu ramienia, podniebienie miękkie i CMM armatura.

Zastosowanie materiałów z włókna węglowego w przemyśle komponentów
Nylon 12CF, nowy drukowany w 3D materiał z włókna węglowego zawierający do 35% włókna węglowego, ma zatem doskonałe właściwości, takie jak końcowa wytrzymałość na rozciąganie 76 MPa i moduł rozciągania 7529 MPa. Dzięki wytrzymałości na zginanie 142 MPa wystarczy zastąpić metale w wielu zastosowaniach, wystarczy, aby zastąpić metale w wielu zastosowaniach, dzięki czemu idealnie nadaje się do przemysłu motoryzacyjnego, lotniczego i innych. To tworzywo termoplastyczne wzmocnione włóknem węglowym jest używane do produkcji prototypów o wysokiej wydajności, które mogą wytrzymać rygorystyczne testy części produkcyjnych podczas weryfikacji projektu, aby spełnić surowe wymagania środowiska produkcyjnego i mogą być stosowane do produkcji osprzętu na linii produkcyjnej.
Materiały OXFAB są wysoce odporne na chemikalia i ciepło, co ma kluczowe znaczenie dla wysokowydajnych komponentów lotniczych i przemysłowych. Obszerne dane z testów mechanicznych pokazują, że OXFAB może być używany do kompletnych, gotowych do użycia części do druku 3D. OPM realizuje kluczowe umowy rozwojowe z klientami z sektora lotniczego i przemysłowego dotyczące części drukowanych 3D do samolotów komercyjnych i wojskowych, zastosowań kosmicznych i przemysłowych, co może znacznie obniżyć wagę i koszty.
Obecnie dziedzina wytwarzania przyrostowego eksplodowała, a niektóre drukarki oferują możliwość drukowania na włóknie węglowym. Jeśli branża druku 3D chce zdobyć większy udział w rynku produkcyjnym o wartości 100 miliardów dolarów, technologia druku 3D musi być wykorzystana zarówno w technologii procesowej, jak i materiałach. Różne zalety włókna węglowego odzwierciedlają możliwość, że ten cel stanie się rzeczywistością. Oczywiście, aby konkurować z tradycyjną produkcją, materiały kompozytowe z pewnością będą jedną z sił napędowych, dzięki którym drukowanie 3D stanie się technologią głównego nurtu.

Link do tego artykułu: Krótki opis technologii druku 3D z włókna węglowego i jej zastosowania w przemyśle częściowym

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！