3D-Drucktechnologie unter Verwendung traditioneller Verbundkohlenstofffasern
3D-Druck-Kohlefaser ist möglicherweise die begehrteste additive Fertigungstechnologie nach Metall Und mit der Entwicklung der additiven Fertigung, die neueste Entwicklung ist, dass ein Drucker, der schwer zu verwendende Materialien verwenden kann, endlich Realität geworden ist.Allerdings sind nicht alle Kohlefaser-3D-Drucker eine Art. Einige Maschinen können mikroskopisch verwenden Geschnittene Fasern werden verwendet, um traditionelle Thermoplaste zu verstärken, während andere kontinuierliche lange Fasern verwenden, die in einer thermoplastischen Basismatrix (die normalerweise mit geschnittenen Fasern gefüllt ist) angeordnet sind, um ein "Skelett" innerhalb des Teils zu erzeugen.
Einführung von Kohlefaser
Kohlefaser besteht aus einer Kette von Kohlenstoffatomen, die zusammen angeordnet sind und eine sehr hohe Zugfestigkeit aufweisen.Wenn wir sie jedoch alleine verwenden, macht ihre dünne und spröde Natur sie in jeder praktischen Anwendung leicht zerbrechlich Der Wert der Selbsterfahrung ist nicht hoch, aber wenn Bindemittel verwendet werden, um Fasern zu gruppieren und zu verkleben, verteilen die Fasern die Last glatt und bilden ein sehr starkes und leichtes Komposit Es ist hauptsächlich in der Form von Blech-, Rohr- oder maßgeformten Merkmalen und wird weit verbreitet in der Luft- und Raumfahrtindustrie und in der Automobilindustrie verwendet, wo das Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis dominant ist, und die traditionell verwendeten Klebstoffe sind hauptsächlich wärmehärtende Harze.
Kohlefaser-Drucktechnologie
Mit der Entwicklung der 3D-Drucktechnologie können wir Kohlefaser für den 3D-Druck (die neueste Entwicklung der 3D-Drucktechnologie) verwenden, aber anders als beim Standard-Kohlefaser-Verfahren sind die verwendeten Bindematerialien aufgrund des vorher verwendeten Bindemittels verschieden. Das wärmehärtbare Harz schmilzt nicht, so dass es nicht durch die Düse extrudiert werden kann (dh es kann nicht in der 3D-Drucktechnologie verwendet werden), so dass, um dieses Problem zu lösen, 3D-Drucker ersetzen Duroplaste durch leicht zu bedruckende Thermoplaste Obwohl diese bedruckten Teile nicht so hitzebeständig sind wie Harzmatrix-Kohlefaserverbundstoffe, erhöhen sie die Festigkeit von Thermoplasten aufgrund des Einbaus von Kohlenstoffasern.
Geschnittener Kohlefaserdruck im Vergleich zum kontinuierlichen Kohlefaserdruck
Es gibt zwei Arten von Kohlenstofffasern, Druckverfahren: gehacktes Kohlefaser thermoplastische und kontinuierliche Kohlefaser gefüllt verstärktes Material, das, einerseits, gehacktes Kohlefaser gefülltes thermoplastisches durch Standard-FFF (FDM) Drucker gedruckt wird, im wesentlichen bestehend aus einem Material ein Thermoplast ist. Kunststoff (PLA, ABS oder Nylon) und feine kurze Kohlenstofffaser. Andererseits seits~~POS=HEADCOMP ist das kontinuierliche Kohlenstoffaser mit einem einzigartigen Druckverfahren, das einem kontinuierliches Kohlenstofffaserbündel zu der genannten Standard-FFF (FDM) in der thermoplastischen Substrat.
Obwohl Kohlenstofffasern bei der Herstellung von zerhackten, mit Kohlenstoffasern gefüllten Kunststoffen und Endlosfasern verwendet werden, ist der Unterschied zwischen ihnen enorm: Wenn Sie also verstehen, wie jede Methode funktioniert und wie sie optimal angewendet wird, können Sie fundierte Entscheidungen treffen. Welche Maßnahmen sollten Sie in der additiven Fertigung ergreifen?
Kohlefaser 3D-Druck - gehackte Kohlefaser gefüllte Thermoplast
Einfach gesagt, Gehackte Kohlefaser ist ein Standard-Thermoplast-Booster Es erlaubt den Unternehmen, im Allgemeinen schwächere Materialien zu drucken, um ihre mechanische Festigkeit zu erhöhen.Das Material wird dann mit einem Thermoplast gemischt und die resultierendeMischung wird zu einer Spule für den Filament Filament Manufacturing (FFF) Prozess extrudiert.Zur Herstellung durch FFF Verbundmaterial, das aus kurz geschnittenen Fasern (üblicherweise Kohlenstofffasern) besteht, die mit herkömmlichen Thermoplasten wie Nylon, ABS oder PLA gemischt sind Unter der Bedingung des FFF-Verfahrens erhöhen geschnittene Fasern die Festigkeit, Steifigkeit und Zunahme des Modells. Die Dimensionsstabilität des Modells sowie die Oberflächenbeschaffenheit und Präzision.
Diese Methode stellt nicht nur einen Vorteil dar. Einige kurzfaserverstärkte Fasern erhöhen die Festigkeit durch Übersättigung des Materials, was nicht nur die Gesamtqualität des Bauteils beeinträchtigt, sondern auch die Oberflächenqualität und Teilegenauigkeit verringert, so dass Prototypteil und Endverwendungsteil kurz genutzt werden können. Kohlefaser wird hergestellt, weil sie die Stärke und das Aussehen bietet, die für interne Tests oder kundenseitige Komponenten erforderlich sind.
Kohlefaser 3D-Druck - verbessert mit Endlosfaser
Kontinuierliche Kohlefaser ist der Schlüssel zur wahren Stärke des verstärkten Verbunds Mit 3D-Drucken Verbundelement anstelle des traditionellen Metallteils, die ähnlichen Vorteile von Stärke in einem kleinen Teil des Gewichts erreicht werden kann, so dass die Vorteile aus, ist dies eine kostengünstige Lösung ist. Genauer gesagt, das ist unter Verwendung eines kontinuierlichen Filaments (die CFF) Technologie in Thermoplasten eingebettet sind, hergestellt. mit dieser Methode und den Drucker beim Drucken, FFF eine zweite Druckdüse thermoplastischen Kunststoffen durch Extrusion kontinuierlichen hochfesten Fasern (z.B. Kohlefasern Verlegung Fiberglas oder Kevlar). Dadurch können die Verstärkungsfasern das "Rückgrat" des bedruckten Teils bilden, wodurch eine harte, starke und dauerhafte Wirkung erzielt wird.
Kontinuierliche Kohlefaser erhöht nicht nur die Festigkeit, sondern ermöglicht es den Benutzern auch, selektiv Bereiche zu verstärken, in denen eine höhere Haltbarkeit erforderlich ist Aufgrund des FFF-Charakters des Kernprozesses können Sie Schicht für Schicht auswählen, wo Sie verstärken möchten.In jeder Schicht gibt es zwei Verbesserungen: konzentrisch und isotropisch. Konzentrische Füllung verbessert jede Schicht (intern und extern). Die isotrope Füllung bildet eine unidirektionale Verbundverstärkung auf jeder Schicht und das Karbonfaserweben kann simuliert werden, indem die Verstärkungsrichtung auf der Schicht geändert wird. Im Allgemeinen diese Verbesserungen Die Strategie ermöglicht es der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Automobilindustrie und der Fertigungsindustrie, Verbundwerkstoffe auf neue Art und Weise in ihren Arbeitsablauf zu integrieren. Gedruckte Teile können als Werkzeuge und Vorrichtungen verwendet werden (die kontinuierliche Kohlenstofffasern erfordern, um Metalleigenschaften effektiv zu simulieren). Werkzeuge wie das Ende des Arms, weichen Gaumen und CMM Armaturen.
Heute ist der Bereich der additiven Fertigung explodiert, und einige Druckereien bieten die Möglichkeit, auf Kohlefaser zu drucken, aber es ist am besten, auf die von Ihnen gekauften Verbundwerkstoffe und die Anwendungen zu achten, die jede Faser bereits geöffnet hat Kohlefaser, sonst besteht dieses Material mit großer Wahrscheinlichkeit aus zerhackten, kohlenstofffaserverstärkten Filamenten. Beide bieten zwar einen unabhängigen Wert, doch die Möglichkeit, beide gleichzeitig zu drucken, ist der beste Weg, um alle Ihre Anwendungsanforderungen zu erfüllen..