最新技术:碳纤维3D打印,第二部分
时间:2019-12-24 08:56 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 点击:次
中国3D打印网12月24日讯,在我们有关碳纤维3D打印的系列的第一部分中,我们为广大网友讲解了关于碳纤维3D打印的材料,以能某些特性以及其制造方式在本期,我们就碳纤维目前在3D打印行业中的使用情况进行讲述。
延伸阅读:《最新技术:碳纤维3D打印,第一部分》 3D打印中最广泛使用的碳纤维形式是短切碳纤维丝。有多种短切碳纤维混合物可供选择,3DXTECH提供了一些最多样化的类型,其中包括高温热塑性塑料作为基质材料。例如,可以购买填充有短切碳纤维的PA,PEKK,PEEK和PEI(ULTEM)细丝。 FFF用Innofil3D PET碳纤维增强长丝制成的歧管 在短切碳纤维长丝中,碳纤维段与热塑性粒料混合,然后挤出成适合挤出3D打印的长丝。因为碳纤维是断裂的,而不是连续的,因此它只能在那些很小的碎片所在的位置提供碳纤维的刚度。 然而,将碳纤维引入热塑性长丝中可以改善其强度和刚度,但是也可能具有负面影响。一组研究人员发现,除了所需的强度外,PEEK-碳纤维复合材料的孔隙率更高,印刷层之间的粘合性更差。另一组发现用于立体光刻的树脂短切碳纤维具有相似的结果,包括增加了脆性。 这并不意味着切碎的碳纤维长丝(或树脂)在3D打印中没有价值,特别是因为它比我们将要讨论的技术便宜得多。但是,我们将在本系列的第三部分中看到如何通过一些非常巧妙的思考来改进这些材料。
2014年,Markforged向世界推出了连续长丝制造(CFF)。在CFF中,碳纤维预先浸渍有热塑性尼龙,该热塑性尼龙是从特种挤出机中沉积的。然后用于增强塑料零件,包括公司自己的短切碳纤维长丝Onyx。 最近,一家名为Anisoprint的俄罗斯公司已将自己的连续碳纤维印刷版本称为复合纤维共挤出(CFC),进行了商业化。与CFF不同,其预浸料具有一个输入和一个输出,CFC使用两个输入和一个输出。一个输入专用于增强纤维,另一个输入用于喂入热塑性塑料。干纤维被送入系统中,并在其中浸入液态的热固性树脂。在印刷过程中,热固性材料与传统的热塑性长丝固化并一起挤出。然后,渗透到增强纤维中的热固性基体与长丝粘合。 CFC的工作方式 结果,不仅很少有机会在预浸料中引入气泡或空隙,而且还开拓了CFC可以使用的多种热塑性塑料(到目前为止,PETG,ABS,PC,PLA和PA) 。
还可以在CFC中控制沉积速率,以生成有趣的结构和特性,这些特性和特性是传统复合材料制造所无法实现的,例如晶格形状。在传统情况下,将一根碳丝束穿过另一束碳丝束时,该区域的厚度将增加一倍。使用CFC,可以减少挤出的热塑性塑料,同时仍然沉积碳纤维,从而减少该区域的塑料量。
强度在孔周围均匀分布,但在第一部分中没有分布在整个结构中,在第二部分中,整个部分以交叉方式加固。 反过来,这增加了所谓的“纤维体积比”,相对于复合材料的总体积而言,存在的纤维增强量。较高的纤维体积比通常意味着改善的机械性能。因此,由于这些碳纤维以3D打印的晶格结构纵横交错,因此纤维体积比和强度均增加。
在航空航天领域,工程师寻求的纤维体积比率最高为60%左右。但是,使用其他碳纤维3D打印技术时,该比率接近30%至40%。没有晶格结构,CFC可以达到约45%,在碳纤维重叠的点上,该比率增加了一倍,即比传统复合材料更强。 中国3D打印网原创文章! (责任编辑:admin) |
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