Technische routes voor koolstofvezelversterking
Er zijn drie hoofdroutes voor met koolstofvezel versterkte 3D-printmaterialen: continue vezelcomposietdraad (CF-CRF), gehakte vezelvuldraad en sinteren van koolstofvezels op metaalbasis. Onder hen extrudeert de CF-CRF-technologie synchroon koolstofvezelbundels en nylon- of PEEK-matrix om een continue, met vezels versterkte structuur te vormen, en de mechanische eigenschappen kunnen twee tot drie keer worden verbeterd. De gehakte vezelroute kan worden gerealiseerd met behulp van een gangbare FDM-printer op de markt met een speciaal mondstuk. De kosten zijn lager, maar het verbeteringsbereik ligt tussen 30 en 50 procent.
Bijzondere manifestaties van anisotropie
De sterkte en modulus van met koolstofvezel versterkte composietmaterialen in de vezelrichting zijn veel groter dan die in de niet-vezelrichting, wat in scherp contrast staat met de isotropie van traditionele metalen materialen. Bij het ontwerpen van onderdelen is het noodzakelijk om de vezelrichting uit te lijnen met de hoofdspanningsrichting. Dit wordt bereikt door de vezelopstellingshoek in de snijsoftware in te stellen. Wanneer belastingen uit meerdere richtingen komen, kan ongeveer isotroop mechanisch gedrag worden bereikt door vezellagen af te wisselen.
Aanpassing van apparatuur en kostenuitdagingen
Continu printen van vezels vereist een speciale meerkanaalsextruder en een uiterst nauwkeurig vezelgeleidingsmechanisme. De apparatuurkosten zijn drie tot vijf keer zo hoog als die van gewone FDM-printers. Koolstofvezelschuurmiddelen zijn extreem schurend voor mondstukken. Messing sproeiers hebben een levensduur van slechts enkele uren. Het wordt aanbevolen om gehard stalen of robijnrode mondstukken te gebruiken. De controle van de consistentie van de vezelopstelling bij massaproductie vereist nog steeds een procesverificatiecyclus als garantie.
Dien een model, tekening, afbeelding of schriftelijke notities in. Ingenieurs beoordelen materiaal, proces, afwerking en levering op basis van daadwerkelijk gebruik.