Một loại sợi carbon, nhiều chất nền, vô vàn điều bất ngờ! | Khóa học mở của Học viện Vật liệu Yisheng

Khi các ứng dụng chuyên nghiệp của công nghệ in 3D mở rộng, những hạn chế của vật liệu polymer đơn lẻ về độ bền, độ ổn định kích thước và khả năng chịu nhiệt ngày càng trở nên rõ rệt. Để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng thực tế,Vật liệu composite gia cường bằng sợi carbonNó đã trở thành một trong những vật liệu hiệu năng cao tiêu biểu nhất cho công nghệ in 3D FDM.

Sợi carbon (CF) sở hữu các đặc tính như độ bền riêng cao, mô đun đàn hồi riêng cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp. Việc đưa sợi carbon cắt ngắn vào ma trận nhựa nhiệt dẻo (như PA, PETG và PEEK) mang lại những ưu điểm sau:

Tăng cường độ bền và độ cứng:Sợi carbon có mô đun đàn hồi cao hơn nhiều so với các polyme thông thường, do đó cải thiện đáng kể mô đun uốn của vật liệu composite. Đồng thời, khi vật liệu chịu ứng suất uốn, sợi carbon với độ bền uốn cao hơn trở thành đơn vị chịu tải chính, ngăn ngừa hiệu quả sự lan truyền vết nứt và tránh gãy vỡ vật liệu.

Khả năng chịu nhiệt được cải thiện giúp giảm hiện tượng cong vênh:Sợi carbon có độ dẫn nhiệt cao và có thể ngăn chặn sự giãn nở nhiệt của polyme, do đó làm giảm hiệu quả sự co ngót và biến dạng trong quá trình in. Việc bổ sung sợi carbon làm tăng nhiệt độ biến dạng nhiệt của vật liệu composite ở các mức độ khác nhau, đặc biệt là đối với các vật liệu kết tinh (như PET và PA).

Khi lựa chọn vật liệu in 3D, chúng ta thường cần xem xét hai khía cạnh cốt lõi.Khả năng in ấn và hiệu suất cơ học.Khả năng in ấn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt, khả năng kiểm soát biến dạng và tỷ lệ thành công khi in của các bộ phận được đúc, trong khi các tính chất cơ học là yếu tố then chốt quyết định liệu vật liệu đó có thể được sử dụng trong các ứng dụng chức năng hay không.

1. Xét về độ khó in ấn:

Các vật liệu như PLA-CF, PETG-CF và ABS-CF tương đối dễ in, trong khi vật liệu sợi carbon nylon thì khó in hơn.

2. Từ góc độ đặc điểm hiệu năng:

PET-CF là vật liệu bền nhất.Vật liệu này có khả năng kháng hóa chất tuyệt vời và nhiệt độ biến dạng cao sau khi ủ, rất phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao trong môi trường nhiệt độ và độ ẩm cao!

PA-CF sở hữu độ bền, khả năng chống va đập, chịu nhiệt và kháng hóa chất tuyệt vời.Tuy nhiên, vật liệu nylon có tính hút ẩm, do đó, chúng phù hợp hơn cho các ứng dụng...Môi trường nhiệt độ cao và độ bền cao.Ví dụ bao gồm các bộ phận động cơ, linh kiện đường dẫn nhiên liệu, đầu nối, bánh răng và vòng bi.

Mặc dù PA12+CF không phải là vật liệu có tính chất cơ học mạnh nhất, nhưng nó...Nó kết hợp sức mạnh, độ bền và tính ổn định.Nó đã trở thành biểu tượng cho hiệu suất toàn diện, bao quát mọi khía cạnh. Trong khi đó, nó...Sản phẩm thể hiện hiệu suất vượt trội về khả năng chống va đập, thiết kế nhẹ và khả năng hút ẩm thấp.Do đó, nó được ưa chuộng rộng rãi trong các lĩnh vực như máy bay không người lái, hàng không vũ trụ và thiết bị thể thao.

Việc thêm sợi carbon vào các chất nền khác nhau dẫn đến những cải thiện đáng kể về tính chất vật liệu. Dựa trên đặc tính hiệu suất và các kịch bản ứng dụng, chúng tôi phân loại các vật liệu in 3D sợi carbon của eSUN thành...Người mới bắt đầuVàTrình độ chuyên nghiệpHai loại.

1. Cấp độ cơ bản: Vật liệu in 3D gia cường bằng sợi carbon

PLA và PETG là những vật liệu in 3D thông dụng dành cho người tiêu dùng. Bằng cách thêm một lượng nhỏ sợi carbon, chất lượng in có thể được cải thiện.Độ bền và độ cứng của PLA và PETGĐiều này làm cho nó phù hợp hơn cho việc in ấn các công cụ, nguyên mẫu sản phẩm và các bộ phận hoặc cấu kiện kết cấu yêu cầu độ cứng. Không giống như các vật liệu sợi carbon chuyên nghiệp, PLA-CF và PETG-CF có tính chất...Dễ in và cung cấp nhiều lựa chọn màu sắc hơn.Nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng.

Nhờ đặc tính chống chịu thời tiết của PETG, PETG-CF có phạm vi ứng dụng rộng hơn.Sản phẩm có thể sử dụng được ở ngoài trời hoặc trong môi trường ẩm ướt.

2. Loại chuyên nghiệp: Vật liệu in 3D gia cường sợi carbon

Ngoài PLA và PETG thông dụng, eSUN cũng đã ra mắt sản phẩm mới.PET-CF, ABS-CF, PA-CF, PA12+CFMột loạt các vật liệu in 3D được gia cường bằng sợi carbon.

ABS-CF

ABS là một loại nhựa kỹ thuật thông dụng. Việc thêm sợi carbon vào ABS-CF giúp nó bền hơn, chịu nhiệt tốt hơn và ít bị biến dạng hơn. ABS-CF cũng có...NhẹVới cùng một kiểu mẫu, các sản phẩm in từ ABS-CF nhẹ hơn 13% so với PLA-CF và nhẹ hơn 25% so với PET-CF.

Ngay cả những người gặp khó khăn trong việc in ấn cũng không cần lo lắng, vì vật liệu sợi carbon giúp cải thiện đáng kể hiện tượng biến dạng vật liệu và độ chính xác về kích thước.

PET-CF

Hiện nay, PET được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chai nhựa, phụ tùng ô tô và nhiều lĩnh vực khác nhờ đặc tính cơ học cao, khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất tốt. Việc bổ sung sợi carbon có thể cải thiện đáng kể các đặc tính cơ học của nó.PET-CF là vật liệu có độ bền và độ cứng cao nhất trong hệ thống vật liệu composite sợi carbon dễ chế tạo của eSUN.Ngoài ra, dựa trên đặc tính của chất nền PET, PET-CF cũng có những đặc điểm sau:Khả năng hấp thụ độ ẩm thấpĐặc điểm của nó. Mặc dù cần một thời gian để làm quen với hiệu suất in ấn,Nó có độ chính xác in cao.

Tóm lại, PET-CF có thểThích hợp cho môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ và độ ẩm cao.Vật liệu này kết hợp khả năng chịu nhiệt, chịu hơi nước và độ ổn định cấu trúc, có thể được ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt như ống và khớp nối chịu nhiệt độ cao, thiết bị chịu nhiệt độ cao và chịu hơi nước, kẹp chịu nhiệt độ cao và các bộ phận động cơ ô tô.

*Lưu ý: Để đạt được khả năng chịu nhiệt tốt hơn, nên ủ mẫu in 3D.

PA-CF & PA12+CF

PA-CF và PA12+CF đều là vật liệu gia cường sợi carbon được phát triển từ nylon làm vật liệu nền. Chúng kết hợp độ bền cao và khả năng chịu nhiệt cao, đồng thời sở hữu đặc tính tự bôi trơn tuyệt vời, khả năng chống mỏi và chống va đập. Bên cạnh đó, nhờ bổ sung sợi carbon, cả hai đều có độ ổn định kích thước và khả năng chống biến dạng tuyệt vời, đáp ứng được yêu cầu về độ bền và độ chắc chắn cao của các cấu kiện kết cấu trong các ứng dụng như máy móc và ô tô.

Về mặt khác biệt,PA-CF sử dụng nylon đa dụng làm vật liệu cơ bản, có độ cứng và khả năng chịu nhiệt cao hơn; PA12+CF sử dụng nylon 12 làm vật liệu cơ bản, có khả năng hấp thụ nước thấp hơn, độ ổn định kích thước tốt hơn và khả năng chống chịu thời tiết tốt hơn.PA-CF phù hợp hơn cho các bộ phận cơ khí có yêu cầu cao về độ bền và khả năng chịu nhiệt; PA12+CF có hiệu suất tốt hơn về trọng lượng nhẹ và khả năng thích ứng với môi trường.

1. Để đảm bảo in ấn vật liệu sợi carbon đúng cách và đạt được các đặc tính cơ học tối ưu, nên xử lý sấy khô trước khi in;

2. Vòi phun bằng sợi carbon dễ bị mài mòn; nên sử dụng vòi phun bằng thép tôi cứng thay thế.

3. Vật liệu sợi carbon cứng và dễ gãy. Do đó, khuyến cáo ống không nên quá dài hoặc góc uốn quá lớn. Không nên sử dụng phương pháp AMS!

Vật liệu in 3D gia cường sợi carbon không chỉ là lựa chọn quan trọng cho các nguyên mẫu chức năng, mà còn đang dần được ứng dụng trong sản xuất các bộ phận thành phẩm với số lượng nhỏ đến trung bình. Đặc tính "độ bền cao, độ cứng cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp" khiến chúng trở thành hệ vật liệu then chốt cho quá trình công nghiệp hóa sản xuất bồi đắp trong tương lai. Nếu có bất kỳ nhu cầu hoặc đề xuất nào về vật liệu in 3D composite sợi carbon, vui lòng liên hệ với eSUN.

Hiện tại chúng tôi đang trong thời gian diễn ra chương trình khuyến mãi Tmall Double 11. Mời bạn tìm kiếm "Yisheng" trên Taobao và ghé thăm cửa hàng chính thức của Yisheng để biết thêm thông tin.