従来の複合炭素繊維を用いた3d プリンティング技術
3d 印刷炭素繊維は、おそらくほとんどの金属添加物の製造技術の後に求められている。 . そして、添加物の製造の開発と、最新の進歩は、とらえどころのない材料を利用することができますプリンタが最終的に現実になっているということです。 しかし、すべての炭素繊維の3d プリンタは、タイプのものではありません。 いくつかのマシンは、従来の熱可塑性樹脂を強化するためにマイクロチョップドファイバーを使用することができます, 他の人は、ベースで連続長繊維を使用しながら、(これ, 一般的に, また、みじん切り繊維を埋める) 内部 ' スケルトン ' を作成する部分.
炭素繊維の導入
炭素繊維は、互いに配列した炭素原子の鎖で構成され、非常に高い引張強度を有する。 しかし、それらを単独で使用すると、その薄くて脆い特性は実用的なアプリケーションで簡単に壊れるので、自己存在価値は高くありません。 しかし、繊維がグループ化され、バインダーを使用して一緒に接着すると、ファイバは安定して負荷を分散し、非常に強力で軽量な複合材料を形成する。 その中でも、これらの炭素繊維複合材料は、主にシート、チューブ、またはカスタム成形機能の形で、広く航空宇宙や自動車で使用され、そのような強度の重量比は、業界を支配した。 また、従来使用されている接着剤のほとんどは熱硬化性樹脂です。
炭素繊維の印刷技術
3d プリンティング技術の開発により、3d プリンティング (3d プリンティング技術の最新開発) にカーボンファイバーを使用することができます。 しかし、標準炭素繊維プロセスとは異なる、使用される接着剤材料が異なっている。 以前使用していたバインダー熱硬化性樹脂は溶融しないため、ノズルを通して押し出し (3d 印刷技術では使用できません) することができないため、この問題を解決するためには、 3d プリンタは、熱可塑性樹脂を簡単に印刷することができます。 . これらの印刷された部品は樹脂マトリックスの炭素繊維の複合体として耐熱性ではないが、それらを炭素繊維と混合することによって熱可塑性プラスチックの強さを高める。
ショートカット炭素繊維印刷対連続炭素繊維印刷
炭素繊維の印刷方法の2つのタイプがあります: ショートカット炭素繊維充填熱可塑性と連続炭素繊維強化材料。 その中で、一方で、みじん切り炭素充填熱可塑性は、標準の (FDM) プリンタを介して印刷され、その主な構成材料は、熱可塑性 (PLA、ABS またはナイロン) 小さなみじん切り炭素繊維と。 一方、連続炭素繊維の製造は、標準の (FDM) 熱可塑性基板に連続的な炭素繊維束を産むユニークな印刷プロセスです。
短カット炭素繊維充填プラスチックと連続繊維の製造は、炭素繊維を使用しているが、それらの違いは巨大です。 だからどのように各アプローチの作品を知って、それが最高のあなたがあなたの添加物の製造努力で何をすべきかについての情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。
炭素繊維3d 印刷-ショートカット炭素繊維充填熱可塑性樹脂
簡単に言えば、 ショートカット炭素繊維は、標準熱可塑性樹脂のブースターです。 . これは、企業が機械的強度を高めるために一般的に弱い材料を印刷することができます。 材料は熱可塑性と混合され、得られた混合物は融合されたフィラメント (ff) の技術の製造のためのスプールに突き出される。 この方法を用いて作製した複合材料については、ナイロン、ABS、PLA などの伝統的な熱可塑性プラスチック (通常は炭素繊維) のみじん切り繊維で作られています。 この場合、ショートカットファイバはモデルの強度と剛性を高め、モデルの寸法安定性を高めるとともに、表面粗さと精度を向上させます。
このアプローチは利点だけではありません。 いくつかの短い繊維強化繊維は、材料が過度に飽和することによって強度を増加させる。 これは、部品の全体的な品質を損なうだけでなく、表面の品質と部品の精度を低減します。 したがって、試作部品やエンドユース部品は、内部テストや顧客に直面するコンポーネントに必要な強度と外観を提供するため、みじん切り炭素繊維を使用して製造することができます。
炭素繊維3d 印刷--連続繊維補強材を使用して
連続炭素繊維は、強化された複合材料の本当の強さの鍵です . 従来の金属部品の代わりに3d 印刷されたコンポジット部品を使用する利点は、彼らが重量の割合で同様の強度を達成することができるということですので、これは効率の面で費用対効果の高いソリューションです。 具体的には、連続フィラメント製造 (CFF) 技術の使用は、熱可塑性樹脂に組み込まれています。 この方法を使用してプリンタ, 印刷するとき, 連続高強度繊維を置く (炭素繊維のような, グラスファイバーやケブラー) 熱可塑性の2番目の印刷ノズルを介して押出成形. これにより、強化繊維が印刷部品の「バックボーン」を形成し、硬く丈夫で耐久性のある効果を生み出します。
連続炭素繊維は強度を増すだけでなく、より高い耐久性が求められる領域を選択的に補強することができます。 . コアプロセスの自然のために、あなたは、階層ベースでそれを補強する場所を選択することができます。 各層には、同心と等方性の2つの拡張方法があります。 同心円の塗りつぶしは、各層の外側の境界を強化し (内側と外側)、ユーザー定義ループの数を部分に拡張します。 等方性の充填は、各層に一方向の複合強化を形成し、層の補強方向を変更することによって炭素繊維織物をシミュレートすることができます。 一般に、これらの強化戦略により、航空宇宙、自動車、製造業などの産業は、新しい方法で複合材料をワークプロセスに統合することができます。 印刷部品は、工具や治具として使用することができます (これらは、金属の特性を効果的にシミュレートするために連続的な炭素繊維を必要とする) 腕の端、柔らかい顎および CMM の据え付け品のような用具.
今日では、添加物の製造の分野は、いくつかのプリンタは、炭素繊維を印刷する機能を提供すると、爆発している。 しかし、あなたが購入するコンポジットと、すでに各繊維のために開いているアプリケーションに注意を払う必要があります。 それは連続的な炭素繊維であることを示していない限り、この材料は、ほぼ確実にみじん切り炭素繊維強化フィラメントで構成されています。 どちらも独立した値を提供しますが、両方を印刷する機能は、すべてのアプリケーションのニーズを満たすための最良の方法です.