Прочная нить из углеродного волокна: свойства, способы использования и лучшие бренды

В спорах об использовании PLA или ABS ответ обычно зависит от того, какой отпечаток делается. Одним из наиболее распространенных соображений является прочность окончательного отпечатка. Хотя отпечатки из АБС-пластика более прочные, они также могут быть довольно хрупкими и не выдерживают больших нагрузок, прежде чем сломаться. PLA, будучи более гибким, поддается нагрузке и может довольно много впитывать до своего предела прочности. Однако есть один материал, который безраздельно властвует в соревновании по жесткости: нити из углеродного волокна.

В этой статье мы рассмотрим, что именно представляют собой нити из углеродного волокна, какие типы доступны и как их можно использовать. их в 3D-печати, и лучшие бренды, которые доступны в настоящее время.

Что такое нить из углеродного волокна?

Нити из углеродного волокна на самом деле относятся к классу нитей, сделанных из различных базовых материалов, в которые впитаны крошечные углеродные волокна. В качестве основного материала может использоваться любой из наиболее распространенных в настоящее время филаментных материалов: PLA, ABS, PETG, нейлон и другие. Углеродные волокна служат для увеличения долговечности продукта, напечатанного из нити, с точки зрения жесткости и прочности на разрыв.

Углеродные волокна представляют собой тонкие (примерно от 5 до 10 микрометров в диаметре) волокна, состоящие из атомов углерода, связанных вместе в кристаллическом образовании. Слои этих атомов углерода случайно скомканы вместе, образуя связи и придавая продукту очень высокую прочность на разрыв. Выравнивание кристаллов дает волокну превосходное соотношение прочности к объему, что позволяет использовать углеродное волокно для различных целей.

Углеродное волокно является одной из наиболее широко используемых добавок для усиления прочности. композитных материалов. Это особенно верно для применений, где вес является критическим фактором, поскольку углеродное волокно имеет очень высокое отношение прочности к весу. Полимеры, армированные углеродным волокном, широко используются в аэрокосмической промышленности (лонжероны крыльев, корпуса самолетов), автомобилестроении (колеса, шасси) и спортивных товарах (теннисные ракетки, велосипедные рамы).

Что такое Преимущества использования углеродного волокна?

Основные преимущества углеродного волокна заключаются в его превосходном соотношении прочности к объему и очень высоком соотношении прочности к весу. Таким образом, он придает превосходную жесткость и долговечность материалам, будучи намного легче по сравнению с более традиционными прочными материалами, такими как дерево, сталь или алюминий. Он также демонстрирует очень хорошую стойкость к коррозии и химическому разрушению. В отличие от стали, он не имеет большой тенденции к расширению или сжатию при изменении температуры. Углеродные волокна обладают способностью проводить очень небольшие количества тока, что может быть полезно в определенных областях применения.

Его превосходная прочность и легкие свойства также приводят к преимуществам использования волокон из углеродного волокна в 3D-печати. Прочность углеродных волокон обеспечивает лучшую стабильность размеров нити, уменьшая вероятность коробления или усадки.. Наличие углеродного волокна не оказывает существенного влияния на свойства материала основы волокна, поэтому настройки принтера, которые работают с вашим основным материалом, должны прекрасно работать с его эквивалентом, наполненным углеродным волокном.

Как это сделать. вы работаете с углеродным волокном?

При работе с углеродным волокном помните, что настройки принтера будут зависеть от вашего основного материала. Если вы печатаете с использованием АБС с углеродным волокном, вы можете использовать оптимальные настройки для АБС. Это также относится к настройкам температуры нагреваемого слоя, адгезии, скорости печати и настройкам охлаждающего вентилятора. Чтобы получить помощь в выборе оптимальных настроек принтера, вы можете обратиться к любому из руководств по нитям, которые мы опубликовали на нашем сайте.

Еще одна вещь, которую следует помнить при печати нитями из углеродного волокна, — это то, что углеродные волокна наполняются в нить накала довольно твердые и могут изнашиваться на сопле нагретого конца после многократного использования. Латунные сопла, которые сегодня можно найти в большинстве 3D-принтеров, мягкие и особенно уязвимы для износа углеродным волокном. Изношенное сопло резко изменит то, как расплавленная нить течет к печатной платформе, что приведет к очень низкому качеству отпечатков.

Чтобы убедиться, что ваши сопла находятся в хорошем состоянии, мы рекомендуем использовать сопло из 100% термообработанной стали при печати нитями из углеродного волокна. Они достаточно прочные, чтобы противостоять абразивным свойствам углеродного волокна, но, как известно, менее теплопроводны, чем латунь. Это означает, что вам, возможно, придется установить температуру печати примерно на 20-40 ° C выше, чем обычно, чтобы предотвратить засорение экструдера из-за охлаждения нити.

Имейте в виду, что уголь Волокно, введенное в нить, не плавится вместе с основным пластиковым материалом. Это представляет собой еще одну проблему при использовании волокон из углеродного волокна, поскольку волокна могут легко забивать сопло экструдера, особенно во время втягивания. Мы рекомендуем полностью отключить втягивание при использовании нитей из углеродного волокна. Если ничего не поделаешь, то мы рекомендуем использовать конструкцию, которая минимизирует расстояния отвода.

Некоторые пользователи сообщают о лучших результатах при использовании форсунок с большими отверстиями, что уменьшает изменения образования засоров. Рекомендуются сопла с отверстиями от 0,6 до 0,8 мм, хотя отверстия от 0,4 до 0,5 мм можно использовать с небольшими трудностями.

Печать на низкой скорости также снижает нагрузку на экструдер, уменьшая вероятность засорения форсунки. Мы рекомендуем печатать со скоростью, которая на 50% ниже, чем обычная скорость печати для выбранного вами материала, а затем продвигаться дальше, чтобы увидеть, что работает лучше всего. В лучшем случае рекомендуется снизить скорость печати примерно на 25%.

Каковы недостатки использования углеродного волокна?

Как уже упоминалось, волокна из углеродного волокна могут быть необычно абразивным, приводя к износу компонентов экструдера. Возможно, вам придется поэкспериментировать с деталями и настройками экструдера, чтобы получить наилучшие результаты от использования углеродных волокон. Помимо износа экструдера, к распространенным проблемам, связанным с экструдером, относятся:

  • Углеродная нить слишком твердая для передачи узла натяжного ролика и шестерни, что приводит к медленная доставка к горячему концу
  • Засорение углеродного волокна в сопле горячего конца
  • Обрыв углеродной нити внутри узла экструдера

Недостатком чрезвычайно жесткой характеристики волокон из углеродного волокна является то, что они могут быть слишком хрупкими, чтобы преодолевать узкие углы на пути накала некоторых экструдеров. Это поможет гарантировать, что путь нити от катушки до сопла будет состоять только из пологих изгибов, на которых нить не будет иметь тенденцию ломаться.

Наконец, один из других недостатков использования угля Волоконная нить — это то, что вы буквально платите за долговечность, которую она обеспечивает вашему отпечатку. По сравнению с сопоставимой катушкой из стандартного PLA или ABS, их аналоги с углеродным волокном, как правило, намного дороже. При этом углеродные волокна удовлетворяют очень специфическим требованиям для 3D-печати. ​​

Какие самые лучшие марки углеродного волокна доступны прямо сейчас?

Есть удивительно большой размер выбор продуктов из углеродного волокна, доступных сегодня, при этом большинство производителей выпускают несколько вариантов, изготовленных из различных базовых материалов.

Линия продуктов XT-CF20 от ColorFabb, безусловно, самая популярная продукция из углеродного волокна на рынке. Это нить на основе ПЭТГ с добавлением 20% углеродного волокна. Высокая плавкость PETG делает отпечатки, сделанные с XT-CF20, очень прочными и с большой точностью размеров. Отпечатки, сделанные на XT-CF20, имеют матово-черный цвет, что делает продукт очень интересным с точки зрения внешнего вида. Углеродная нить XT-CF20 доступна в размере 1,75 мм и продается в катушках по 0,75 кг.

Углеродная нить ZIRO на основе PLA В результате получается смесь 70% PLA и 30% углеродного волокна. Филамент печатает при немного более низких температурах, но для предотвращения засорения потребуется сопло с большим диаметром отверстия. Тем не менее, долговечность и надежность отпечатков, сделанных из углеродной нити ZIRO, по-прежнему не вызывает сомнений. ZIRO продает свои углеродные волокна размером 1,75 мм и в катушках 0,8 кг.

YOYI продает аналогичные углеродные волокна на основе PLA, которые можно печатать. при температуре 200 ° C и позволяет получать долговечные отпечатки, устойчивые к истиранию и имеющие хорошее четкое покрытие. Это относительно более дешевый вариант, который идеально подходит, если вы только пытаетесь печатать с использованием волокон из углеродного волокна.. YOYI продает свои углеродные волокна диаметром 1,75 мм в катушках по 0,8 кг или 1 кг.

Proto-pasta предлагает настоящую линейку продуктов из углеродных волокон на основе PLA. , каждый из которых предназначен для удовлетворения конкретных потребностей. Углеродная нить CFP11705 имеет уникальную честь быть оригинальной углеродной нитью на основе PLA. С момента разработки CFP11705 стал гораздо более доступным, но при этом сохранил свои превосходные физические свойства.

HTP21705-CF и HTP22805-CF — это углеродные волокна из прото-пасты, которые были созданы печатать при более высоких температурах. Это определенно делает процесс печати проще и плавнее, а также делает отпечатки более прочными. Все продукты из углеродного волокна от Proto-pasta продаются в катушках по 500 г и доступны в размерах 1,75 и 2,85 мм.

Обзор

Материал Нить из углеродного волокна
Приложения — Лонжероны крыльев

— Автомобильные колеса

— Автомобильные шасси

— Ракетки для тенниса и бадминтона

— Велосипедные рамы

— Очень сильный

— Легкий

— Хорошая устойчивость к коррозии

— Химическая стойкость

Рекомендуемая температура печати На 20-40 ° C выше, чем температура печати основного материала, особенно при использовании стального сопла экструдера
Рекомендуемая температура постели с подогревом кровать не является обязательной, но оптимальной будет нагревательная кровать от 45 до 60 ° C
Скорость печати Начните на 50% медленнее стандартной скорости печати основного материала, затем продолжайте увеличивать
Адгезия Зависит от основного материала
Охлаждение Без охлаждающего вентилятора
Необходимы другие аксессуары Сопло экструдера из закаленной стали

Углеродные волокна — один из самых любимых материалов, с которыми работают любители приключений 3D-печати. Превосходная долговечность и интересная матово-черная отделка отпечатков из углеродного волокна — поистине уникальные атрибуты. Нити из углеродного волокна — не самый простой материал для работы, и вам, возможно, придется немного настроить свои 3D-принтеры, чтобы получить хорошие результаты, но эти продукты могут быть очень полезными. На рынке имеется широкий выбор продуктов из углеродного волокна, поэтому вы сможете найти тот, который подходит вам и вашей модели принтера..

Предупреждение; 3D-принтеры должны никогда не оставлять без присмотра. Они могут представлять опасность для пожарной безопасности.
Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий