Eine Kohlenstofffaserart, vielfältige Substrate, unzählige Überraschungen! | Offener Kurs der Yisheng Materials Academy

Mit der zunehmenden Verbreitung professioneller Anwendungen der 3D-Drucktechnologie treten die Grenzen einzelner Polymerwerkstoffe hinsichtlich Festigkeit, Dimensionsstabilität und Hitzebeständigkeit immer deutlicher zutage. Um den Anforderungen realer Anwendungen gerecht zu werden,Kohlenstofffaserverstärkte VerbundwerkstoffeEs hat sich zu einem der repräsentativsten Hochleistungsmaterialien für den FDM-3D-Druck entwickelt.

Kohlenstofffasern (CF) weisen Eigenschaften wie hohe spezifische Festigkeit, hohen spezifischen Elastizitätsmodul und niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Die Einbringung von kurzgeschnittenen Kohlenstofffasern in thermoplastische Matrixmaterialien (wie PA, PETG und PEEK) bietet folgende Vorteile:

Verbesserung von Festigkeit und Steifigkeit:Kohlenstofffasern besitzen einen deutlich höheren Elastizitätsmodul als herkömmliche Polymere, wodurch der Biegemodul von Verbundwerkstoffen signifikant verbessert wird. Gleichzeitig wird die Kohlenstofffaser mit ihrer höheren Biegefestigkeit bei Biegebeanspruchung zur Hauptlast tragenden Einheit, wodurch Rissausbreitung und Materialbruch wirksam verhindert werden.

Verbesserte Hitzebeständigkeit verringert Verformungen:Kohlenstofffasern besitzen eine hohe Wärmeleitfähigkeit und können die Wärmeausdehnung von Polymeren unterdrücken, wodurch Schrumpfung und Verzug beim Druckprozess effektiv reduziert werden. Die Zugabe von Kohlenstofffasern erhöht die Wärmeformbeständigkeit von Verbundwerkstoffen in unterschiedlichem Maße, wobei der Anstieg bei kristallinen Materialien (wie PET und PA) besonders deutlich ausfällt.

Bei der Auswahl von 3D-Druckmaterialien müssen wir in der Regel zwei Kernaspekte berücksichtigen.Bedruckbarkeit und mechanische Eigenschaften.Die Bedruckbarkeit beeinflusst direkt die Oberflächenqualität, die Verzugskontrolle und die Erfolgsquote beim Drucken der Formteile, während die mechanischen Eigenschaften der Schlüssel zur Bestimmung sind, ob ein Material für funktionale Anwendungen eingesetzt werden kann.

1. Aus der Perspektive der Druckschwierigkeiten:

Materialien wie PLA-CF, PETG-CF und ABS-CF sind relativ einfach zu drucken, während Nylon-Kohlenstofffasermaterialien vergleichsweise schwieriger zu drucken sind.

2. Aus der Perspektive der Leistungsmerkmale:

PET-CF ist das stärkste MaterialEs besitzt eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und eine hohe Wärmeformbeständigkeit nach dem Glühen, wodurch es sich für hochfeste Anwendungen in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit eignet!

PA-CF zeichnet sich durch hervorragende Festigkeit, Schlagfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit aus.Nylonmaterialien sind jedoch hygroskopisch und eignen sich daher besser für Anwendungen...Umgebungsbedingungen mit hohen Temperaturen und hoher BelastbarkeitBeispiele hierfür sind Motorteile, Kraftstoffleitungskomponenten, Steckverbinder, Zahnräder und Lager.

Obwohl PA12+CF nicht das Material mit den stärksten mechanischen Eigenschaften ist, ist es dennoch...Es vereint Stärke, Robustheit und Stabilität.Es ist zu einem Symbol für eine ausgewogene, umfassende Leistung geworden. Gleichzeitig...Es zeichnet sich durch hervorragende Stoßfestigkeit, geringes Gewicht und niedrige Feuchtigkeitsaufnahme aus.Daher ist es in Bereichen wie Drohnen, Luft- und Raumfahrt sowie Sportgeräten sehr beliebt.

Die Zugabe von Kohlenstofffasern zu verschiedenen Substraten führt zu deutlich unterschiedlichen Verbesserungen der Materialeigenschaften. Basierend auf den Leistungseigenschaften und Anwendungsszenarien kategorisieren wir die Kohlenstofffaser-3D-Druckmaterialien von eSUN in …AnfängerUndProfessionelles NiveauZwei Kategorien.

1. Einstiegsmodell: Kohlenstofffaserverstärkte 3D-Druckmaterialien

PLA und PETG sind gängige 3D-Druckmaterialien für Endverbraucher. Durch die Zugabe einer geringen Menge Kohlenstofffasern lässt sich die Druckqualität verbessern.Die Festigkeit und Steifigkeit von PLA und PETGDadurch eignet es sich besser für den Druck von Werkzeugen, Produktprototypen und Strukturbauteilen, die eine gewisse Steifigkeit erfordern. Im Gegensatz zu professionellen Kohlefasermaterialien sind PLA-CF und PETG-CF eher...Einfach zu drucken und bietet eine größere Auswahl an Farboptionen.Um den vielfältigen Bedürfnissen der Nutzer gerecht zu werden.

Aufgrund der Witterungsbeständigkeit von PETG hat PETG-CF ein breiteres Anwendungsspektrum.Es kann im Freien oder in feuchten Umgebungen eingesetzt werden.

2. Professionelle Qualität: Kohlenstofffaserverstärkte 3D-Druckmaterialien

Neben den gängigen Kunststoffen PLA und PETG brachte eSUN auch folgende Kunststoffe auf den Markt:PET-CF, ABS-CF, PA-CF, PA12+CFEine Reihe von kohlenstofffaserverstärkten 3D-Druckmaterialien.

ABS-CF

ABS ist ein gängiger technischer Kunststoff. Durch die Zugabe von Kohlenstofffasern wird ABS-CF fester, hitzebeständiger und formstabiler. ABS-CF hat außerdem...LeichtBei gleichem Modell sind ABS-CF-Drucke 13 % leichter als PLA-CF und 25 % leichter als PET-CF.

Auch diejenigen, die Schwierigkeiten beim Drucken haben, brauchen sich keine Sorgen zu machen, da Kohlenstofffaserwerkstoffe die Materialverformung und die Maßgenauigkeit deutlich verbessern.

PET-CF

PET findet aufgrund seiner hohen mechanischen Eigenschaften sowie seiner guten Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit breite Anwendung in Kunststoffflaschen, Automobilteilen und anderen Bereichen. Die Zugabe von Kohlenstofffasern kann seine mechanischen Eigenschaften deutlich verbessern.PET-CF ist das Material mit der höchsten Festigkeit und Steifigkeit im einfach herzustellenden Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffsystem von eSUN.Darüber hinaus weist PET-CF aufgrund der Eigenschaften des PET-Substrats auch folgende Merkmale auf:Geringe FeuchtigkeitsaufnahmeSeine Eigenschaften. Obwohl es hinsichtlich der Druckleistung eine gewisse Lernkurve gibt,Es zeichnet sich durch eine hohe Druckgenauigkeit aus.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PET-CF kannGeeignet für raue Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit.Es vereint Hitzebeständigkeit, Wasserdampfbeständigkeit und strukturelle Stabilität und kann in rauen Umgebungen wie Hochtemperaturrohren und -verbindern, hochtemperatur- und wasserdampfbeständigen Geräten, hochtemperaturbeständigen Klemmen und Automobilmotorteilen eingesetzt werden.

*Freundlicher Hinweis: Um eine bessere Hitzebeständigkeit zu erzielen, wird empfohlen, das gedruckte Modell vor dem Druck zu tempern.

PA-CF & PA12+CF

PA-CF und PA12+CF sind kohlenstofffaserverstärkte Werkstoffe auf Nylonbasis. Sie vereinen hohe Festigkeit und Temperaturbeständigkeit und zeichnen sich durch hervorragende Selbstschmiereigenschaften sowie hohe Dauerfestigkeit und Schlagfestigkeit aus. Dank des Kohlenstofffaseranteils bieten sie zudem ausgezeichnete Dimensionsstabilität und Verzugsbeständigkeit und erfüllen somit die hohen Anforderungen an Festigkeit und Dauerhaftigkeit von Strukturbauteilen in Anwendungen wie Maschinenbau und Automobilindustrie.

In Bezug auf die Unterschiede,PA-CF verwendet Allzweck-Nylon als Basismaterial, das eine höhere Steifigkeit und Hitzebeständigkeit aufweist; PA12+CF verwendet Nylon 12 als Basismaterial, das eine geringere Wasseraufnahme, eine bessere Dimensionsstabilität und eine höhere Witterungsbeständigkeit aufweist.PA-CF eignet sich besser für mechanische Teile mit hohen Anforderungen an Festigkeit und Hitzebeständigkeit; PA12+CF schneidet hinsichtlich geringem Gewicht und Umweltverträglichkeit besser ab.

1. Um ein ordnungsgemäßes Drucken von Kohlenstofffasermaterialien und optimale mechanische Eigenschaften zu gewährleisten, wird eine Trocknungsbehandlung vor dem Drucken empfohlen.

2. Düsen aus Kohlefaser neigen zu Verschleiß; es wird empfohlen, stattdessen Düsen aus gehärtetem Stahl zu verwenden.

3. Kohlenstofffasermaterialien sind starr und brechen leicht. Daher wird empfohlen, das Rohr nicht zu lang und den Biegewinkel nicht zu groß zu wählen. AMS wird nicht empfohlen!

Kohlenstofffaserverstärkte 3D-Druckwerkstoffe sind nicht nur eine wichtige Wahl für Funktionsprototypen, sondern finden auch zunehmend Anwendung in der Klein- bis Mittelserienfertigung von Endprodukten. Ihre Eigenschaften – hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit und geringe Wärmeausdehnung – machen sie zu einem entscheidenden Werkstoffsystem für die zukünftige Industrialisierung der additiven Fertigung. Bei Fragen oder Anregungen zu kohlenstofffaserverstärkten 3D-Druckwerkstoffen wenden Sie sich bitte an eSUN.

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