Tehnična podpora: POŠLJI EMAIL
whatsapp-logo-variant Created with Sketch. Whatsapp chat

3D tiskanje filamenta iz ogljikovih vlaken

16. 09. 2021.

Od navadne žarnice pa vse do vesoljskih raket - ogljikova vlakna osvajajo svet in nadomeščajo jeklene ter kovinske dele v različnih industrijah. Zakaj? Zato, ker so petkrat močnejša od jekla, a hkrati tudi lažja. Zaradi teh lastnosti so primerna za optimizacijo delovanja na področjih, kjer so takšne lastnosti materiala bistvenega pomena. Še posebej so zaželena v avtomobilski, vojaški, vesoljski in v drugih podobnih industrijah.

Leta 1860 je Joseph Wilson Swan odkril karbonska vlakna. Kasneje je Thomas Edison uporabil material iz ogljikovih vlaken na osnovi celuloze pri prvih žarnicah, ki so bile ogrevane z električno energijo. Zaradi visoke toplotne tolerance so postali idealni električni prevodniki. Čeprav ogljikova vlakna obstajajo že več kot 150 let, so v poznih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja na svetovni trg vstopile nove vrste ogljikovih vlaken. Ta novejša vlakna vsebujejo več kot 90% ogljika in imajo znatno povečana razmerja med trdnostjo in maso ter togostjo in težo. S pomočjo teh sodobnih dosežkov in znižanja proizvodnih stroškov pri ustvarjanju omenjenih vlaken, so ljudje končno razumeli potencial tega materiala.

Kot večina od vas verjetno že ve, ogljikova vlakna se zelo redko uporabljajo sama. Običajno jih odkrijemo v kombinaciji z drugimi materiali, s katerimi tvorijo kompozitni material; ogljikovi kompoziti so poleg ogljikovih vlaken sestavljeni tudi iz polimera. S to kombinacijo dobite namreč močnejšo, a lažjo plastiko s povečano stopnjo togosti.

3D natisnjeni modeli, ki so bili izdelani iz filamenta s karbonskimi vlakni, se lahko uporabijo za izdelavo številnih izdelkov, kot so lopatice propelerja, okvirji koles, krila letala, sestavni deli avtomobilov itd.

Filament iz ogljikovih vlaken je sestavljen iz ogljikovih vlaken, katera so pomešana s termoplastiko imenovano osnovni material. Obstaja veliko različnih filamentov, ki jih je mogoče kupiti z delci iz ogljikovih vlaken, vključno s PETG, PLA, ABS in Najlon filamentom. Že sama vlakna so izredno močna in po tem, ko jih zmešamo z osnovnim materialom, povzročimo povečanje togosti in trdnosti filamenta ter zmanjšamo tudi njegovo skupno težo.

Nastavitve 3D tiskanja za filamente iz ogljikovih vlaken morajo biti podobne tistim, ki jih uporabljamo za 3D tiskanje filamenta iz osnovnega materiala, kateremu so dodali ogljikova vlakna. Ker so filamenti iz ogljikovih vlaken abrazivni in lahko zamašijo šobe 3D tiskalnika, priporočamo uporabo šobe iz kaljenega jekla. Na žalost ne more vsak 3D tiskalnik tiskati  filamenti iz ogljikovih vlaken, ker ta material zahteva visoko temperaturo iztiskanja (najmanj 230 ° C), njegova abrazivna narava pa lahko poškoduje medeninaste šobe (zato smo priporočali jekleno šobo). Če imate FDM tiskalnik, kot je Ender 3 V2, ne skrbite; s pravimi nadgradnjami tiskalnika lahko tiskate od najlona pa vse do fleksibilnih filamentov. Potrebno je samo, da namestite ekstruder z direktnim pogonom Micro Swiss in uporabiti pravo šobo.

Nekatera podjetja so razvila filamente iz ogljikovih vlaken v še bolj tehnično smer. Osnovni materiali takšnih filamentov so visokozmogljivi polimeri (HE), kot je PEEK. Ogljikov PEEK je material z izjemnimi lastnostmi v smislu toplotne, mehanske in kemične odpornosti. Ta filament se uporablja na zelo specifičnih področjih, kjer je za izjemne zmogljivosti potrebno dodatno povečanje mehanskih lastnosti.

 

PREDNOSTI:

  • Dobra dimenzijska stabilnost - natezna trdnost filamenta prispeva k večji dimenzijski stabilnosti, kar preprečuje deformacijo med 3D tiskanjem in krčenje.
  • Togost - Običajno imajo polimeri z visoko trdnostjo in vzdržljivostjo pomanjkanje togosti. Ogljikova vlakna nimajo te težave, saj lahko ohranijo svojo obliko pod velikim pritiskom. Ta lastnost je zelo zaželena in se uporablja v avtomobilski industriji (kot nosilci za avtomobile ali kontrolni merilniki).
  • Na splošno lep zaključek površine - filamenti iz ogljikovih vlaken imajo lep mat odsev na površini izdelka. Izjemno gladka površina omogoča tudi tiskanje funkcionalnih prototipov.
  • Trdnost in lahkost - Zaradi velike natezne trdnosti in lahkih ogljikovih vlaken so idealni za nadomestke kovinskim delom. Nizka gostota je razlog, zakaj je filament z ogljikovimi vlakni tako lahek. Te lastnosti so še posebej zaželene v robotski industriji.
  • Toplotna vzdržljivost - drugi materiali se lahko ob pritisku ali visoki temperaturi deformirajo. Najlonski filament iz ogljikovih vlaken ponuja visoko toplotno odpornost (do 160 stopinj Celzija). PET filament z ogljikovimi vlakni lahko prenesejo višje temperature do 125 stopinj Celzija. Hkrati pa je zelo enostavno 3D tiskati z omenjenim filamentom.
  • Ker ima izjemne mehanske lastnosti, se lahko uporablja za različne napeljave, orodja, kompozitne kalupe za različne proizvodne procese ali za samostojno uporabo.

 

SLABOSTI:

  • Abraziven filament, ki obrablja medeninaste šobe. Predlagamo, da uporabite jekleno šobo. Deli ogljikovih vlaken se ne topijo, zato bodite previdni, da se šoba ne zamaši.
  • Higroskopnost - nagnjenost k absorpciji vlage. Zelo pomembno je, da imate kolute iz najlonskih ogljikovih vlaken zaščitene pred vlago, na primer s plastično vrečko ali z zaprtimi plastičnimi škatlami za shranjevanje (npr. Iz Ikee).
  • Cena - Zaradi zahtevnih proizvodnih procesov ogljikovih vlaken je znano, da je material dražji od drugih filamentov, kot sta PLA ali ABS. To je eden od razlogov, zakaj se pojavlja v vrhunskih izdelkih, ne pa tudi na množičnem trgu.
  • Krhkost: Kombinacija polimera in ogljikovih vlaken poveča krhkost materiala. Slaba stran visoke togosti je ta, da se ogljikova vlakna lahko razbijejo pod močno udarno silo ali pritiskom. To pomeni, da projekti ali predmeti, ki so izpostavljeni takim silam, ne bodo idealni za filamente z ogljikovimi vlakni.

 

KJE VSE LAHKO UPORABLJAMO OGLIKOVA VLAKNA

 

  • V formuli 1 uporabljajo vse vrhunske dirkalne ekipe dele narejene iz ogljikovih vlaken.
  • Letalski razvoj je pokazal, da so ogljikova vlakna fantastičen material za krepitev kril in karoserij letal in se celo testirajo za rakete naslednje generacije. Lahka krila in karoserije pripomorejo k večjemu prevozu goriva in doseganje daljših dosegov.
  • V številnih športnih disciplinah, kot sta kolesarjenje in golf, sta hitrost in teža zelo pomembni, zato so se tekmovalci odločili uporabiti kompozite iz ogljikovih vlaken, da bi pridobila konkurenčno prednost.
  • Tovarne in drugi proizvodni obrati, ki uporabljajo robotiko, začenjajo uporabljati ogljikova vlakna za izdelavo orodij, ki lahko prenesejo visoko stopnjo sile, hkrati pa prevzamejo minimalno količino dvižne zmogljivosti robotske roke. Lahko se uporablja za različne napeljave, orodja ali kompozitne kalupe za različne proizvodne procese.

 

 

AZUREFILM PAHT – NAJLON FILAMENT Z OGLJIKOVIMI VLAKNI

PAHT- Najlon Filament iz ogljikovih vlaken je eden izmed najbolj priljubljenih in najlažjih poliamidov ( z ogljikovimi vlakni) za 3D tiskanje. Razlog, zakaj je ta material trden, z odlično odpornostjo proti obrabi, dobro kemijsko odpornostjo, visoko trdnostjo in togostjo, se skriva v lastnostih najlonskega filamenta.

Ob proizvajanju filamentov iz ogljikovih vlaken se večina proizvajalcev odloči za mleta vlakna, saj so cenejša in enostavnejša za uporabo. AzureFilm pa uporablja drobljena vlakna, kar pomeni, da je natezna trdnost večja, ker so vlakna večja in se izdelek bolj veže. Poleg odlične natezne in udarne trdnosti, filament iz ogljikovih vlaken PAHT omogoča kratko neprekinjeno uporabo do 160 ° C (življenjska doba max. 200 ur). Ta filament je popolnoma združljiv s topnimi nosilci, kot so PVA, BVOH, PVOH, in popolnoma združljiv z odcepljenimi nosilci, kot je HIPS. Njegov vnos vode traja približno 4 -krat dlje, da doseže točko nasičenja v primerjavi z nespremenjenim PA6 in ima točko nasičenja 5 -krat nižjo od običajnih materialov PA6. Debelina vlaken v notranjosti se giblje od 0,4 mm do 0,6 mm, zato predlagamo, da uporabite šobo s premerom> 0,6 mm.

 

Zahteve za delo s filamenti PAHT CF:

  • Ogrevana tiskalna podloga
  • Jeklena šoba - zaradi svoje abrazivne strukture bo filament v kratkem času obrabil standardno medeninasto šobo. Za to vrsto filamentov je potrebna šoba, odporna proti obrabi. Ker so te vrste šob ponavadi manj prevodne od standardnih šob, se običajno priporoča tudi ekstrudor za višje temperature.
  • Zaprt tiskalnik s komoro (neobvezno) - Če imate filament ves čas na suhem mestu z delovno temperaturo, je to neobvezno. Pomembno je, da zagotovite dosledno nadzorovano okolje za najboljšo kakovost izdelka.
  • Zaprto okolje (neobvezno) - Zagotavljanje doslednega nadzorovanega okolja je zelo pomemben dejavnik, ki omogoča boljšo kakovost izdelka končnega razreda, čeprav ima ta filament možnost 3D -tiskanja na navadnih odprtih 3D tiskalnikih.

Priporočila za tiskanje:

 

AZUREFILM PET FILAMENT Z OGLJIKOVIMI VLAKNI

 

Druga možnost, ki jo je AzureFilm pripravil za vas, je PET filament iz ogljikovih vlaken. Izmed vseh filamentov z ogljikovimi vlakni je ta definitivno najlažji za natisniti. Naš PET CF ima sesekljano strukturo iz ogljikovih vlaken, zaradi česar je njegova udarna žilavost veliko močnejša. Ta sesekljan kompozit iz ogljikovih vlaken potiska obstoječa prizadevanja in omejitve 3D tiskanja do novih mej. Filament ima odlične mehanske lastnosti brez upogibanja, vključno z izjemno visoko trdnostjo z-plasti in nizkim vnosom vode. Naš PET CF je sestavljen iz kar 15% ogljikovih vlaken in ima kratkotrajno (največ 3 ure) najvišjo temperaturo do 125 ° C. Z lahkoto zdrži pri 100 ° C 10 ur ali več. Debelina vlaken v notranjosti se giblje od 0,4 mm do 0,6 mm, zato mora biti med tiskanjem premer šobe 0,6 mm.

Materiali, ojačani z vlakni, ponujajo izjemne mehanske lastnosti. Poleg značilnih priljubljenih dejavnikov, kot sta volumen in usmerjenost vlaken, so znanstveniki ugotovili, da so parametri tiskanja, kot so vrsta šobe in hitrost, gostota polnila, debelina plasti, temperature podloge, vzorec polnila, vplivali na mehanske lastnosti.

Pomembne prednosti filamentov AzureFilm PET CF:

  • Stroškovno učinkovit - ker uporabljamo sesekljana ogljikova vlakna, se znatno zmanjša dolžina proizvodnje, kar nam omogoča, da je naš material stroškovno prijazen za vsako stranko
  • Odpornost na visoke temperature do 125 ° C
  • Več dimenzijske stabilnosti - sesekljana ogljikova vlakna so izjemno močna in ne dajejo le visoke trdnosti in togosti, ampak tudi preprečujejo krčenje, ko je izdelek v fazi ohlajanja

Zahteve za delo s filamenti PET CF:

  • Ogrevana tiskalna podloga
  • Utrjena šoba - zaradi svoje abrazivne strukture bo filament v kratkem času obrabil standardno medeninasto šobo. Za to vrsto filamentov je potrebna šoba, odporna proti obrabi. Ker so te vrste šob ponavadi manj prevodne od standardnih šob, vam predlagamo, da tiskate z ekstruderjem za višje temperature. Z jekleno šobo lahko natisnete PET ogljikova vlakna tudi na tiskalniku, kot je Ender 3. Potrebujete samo šobo, ki se ne zamaši (0,6 mm) in lahko prenese višje temperature.
  • Zaprt tiskalnik s komoro (neobvezno) - Če imate filament ves čas na suhem mestu z delovno temperaturo, je to neobvezno. Pomembno je, da zagotovite dosledno nadzorovano okolje za najboljšo kakovost izdelka.
  • Zaprto okolje (neobvezno) je zelo pomemben dejavnik, ki omogoča boljšo kakovost izdelka končnega razreda, čeprav ima ta filament možnost 3D -tiskanja na navadnih odprtih 3D tiskalnikih. Prostor, kjer tiskate naj ima vedno enako temperaturo in naj bo brez prepihov in podobnih naglih sprememb okolja.

 

Priporočila za tiskanje:

 

 

Uporabljamo piškotke, da bi razumeli kako uporabljate spletno mesto in izboljšali uporabniško izkušnjo. To vključuje tudi personalizacijo vsebine in oglasov. Za urejanje ali odjavo uporabe piškotkov kliknite tukaj. Z nadaljevanjem ogleda spletnega mesta ali zaprtjem tega obvestila se strinjate z našo uporabo piškotkov.

Nastavitve zasebnosti

Spletna analitika

Oglasi

Spletni piškotki

Izberete lahko do 5 izdelkov za primerjavo:

    Primerjaj Zapri primerjavo