Materiaalsamenstelling van met koolstofvezel versterkt nylon
Met koolstofvezel versterkt nylon (PA-CF) is een composietmateriaal dat wordt gevormd door het toevoegen van gehakte koolstofvezels aan een nylonmatrix. De hoeveelheid toegevoegde koolstofvezel ligt gewoonlijk in het bereik van 10-30% per gewicht, en de vezellengte ligt tussen 100-500 μm. De toevoeging van koolstofvezel verhoogt de stijfheid en sterkte van het materiaal aanzienlijk, terwijl de materiaaldichtheid wordt verminderd. Als we PA12-CF als voorbeeld nemen, kan de treksterkte 80-100 MPa bereiken en de elastische modulus 6-8 GPa, die beide meer dan 50% hoger zijn dan puur nylon. De aanwezigheid van koolstofvezel verbetert ook de maatvastheid en kruipweerstand van het materiaal en vermindert prestatieveranderingen na vochtopname. De thermische uitzettingscoëfficiënt van het materiaal wordt verminderd en de kromtrekkingsvervorming van de gedrukte onderdelen wordt aanzienlijk verminderd.
Speciale vereisten voor het printproces
De printparameters van met koolstofvezel versterkt nylon moeten worden aangepast aan de materiaaleigenschappen. Het wordt aanbevolen om de printtemperatuur in te stellen op 250-280°C, wat 10-20°C hoger is dan bij puur nylon. Het wordt aanbevolen dat de diameter van het mondstuk niet kleiner is dan 0,4 mm. Kleinere spuitmonden zijn gevoelig voor verstopping van vezels. Carbide mondstukken zijn noodzakelijk, omdat koolstofvezel gewone koperen mondstukken ernstig verslijt, wat zal leiden tot grotere openingen en een verminderde printkwaliteit. De afdruksnelheid wordt geregeld op 30-50 mm/s. Een te hoge snelheid zal een ongelijkmatige vezeloriëntatie veroorzaken. De hechtkracht tussen de lagen zal enigszins worden verminderd als gevolg van de invloed van vezels. Het wordt aanbevolen om de afdruktemperatuur op passende wijze te verhogen en het gebruik van koelventilatoren te verminderen. De temperatuur van het printplatform is ingesteld op 80-100°C om ervoor te zorgen dat de eerste laag stevig verbonden is.
Mechanische eigenschappen komen overeen met toepassingsscenario's
De mechanische eigenschappen van met koolstofvezel versterkt nylon maken het geschikt voor een verscheidenheid aan industriële scenario's. Op het gebied van structurele onderdelen wordt het gebruikt voor dragende onderdelen zoals robotarmconnectoren, apparatuurbeugels en armatuurbases. Op het gebied van functionele onderdelen wordt het gebruikt voor transmissiecomponenten zoals tandwielen, tandwielen en lagerzittingen. Op het gebied van gereedschappen wordt het gebruikt voor productiehulpgereedschappen zoals boormatrijzen, inspectiegereedschappen en montagegereedschappen. In de automobielsector wordt het gebruikt voor beugels voor interieuronderdelen, functionele prototypeonderdelen, de productie van reserveonderdelen, enz. Het materiaal heeft een hoge stijfheid en een laag gewicht, waardoor het bijzonder geschikt is voor toepassingen die lichtgewicht vereisen. Bij het ontwerpen moet aandacht worden besteed aan de anisotropie van het materiaal. Het versterkende effect van vezels in de printrichting is beter dan dat in verticale richting.
Nabewerking en verbetering van de oppervlaktekwaliteit
De nabewerking van met koolstofvezel versterkte nylon prints is vergelijkbaar met traditioneel nylon, maar er moet aandacht worden besteed aan de speciale effecten van de vezel. Het is relatief eenvoudig om de steun te verwijderen, maar er blijven vezeldelen op het steunoppervlak achter, dus het is aan te raden deze te polijsten. Bij het polijsten van het oppervlak moet beschermende uitrusting worden gebruikt om het inademen van koolstofvezelstof te voorkomen. Chemisch polijsten heeft een beperkt effect op koolstofvezelnylon en coatingbehandeling kan worden gebruikt om de oppervlakteglans te verbeteren. Spray primer en topcoat voor een gladder uiterlijk en extra bescherming van het oppervlak. Voor oppervlakken die op andere onderdelen moeten passen, wordt aanbevolen deze machinaal te bewerken om de nauwkeurigheid van de pasvorm te garanderen.
Materiaalselectie en suggesties voor ontwerpoptimalisatie
Het selecteren van met koolstofvezel versterkt nylon vereist een uitgebreide afweging van prestatie-eisen en kostenfactoren. Vergeleken met puur nylon is koolstofvezelversterking 30-50% duurder, maar heeft duidelijke voordelen op het gebied van mechanische eigenschappen en maatvastheid. Bij het ontwerpen moeten de anisotrope eigenschappen van het materiaal volledig worden benut en moet de hoofddraagrichting worden uitgelijnd met de printrichting. Het wordt aanbevolen dat de wanddikte niet minder dan 1,5 mm bedraagt. Een te dunne wand heeft onvoldoende sterkte en een ongelijkmatige vezelverdeling. Het ontwerp van verstevigingsribben kan de stijfheid van het onderdeel effectief verbeteren. De dikte van de ribben wordt aanbevolen op 50-70% van de wanddikte. De continuïteit van de vezels bij gaten en openingen zal worden vernietigd, en er moet rekening worden gehouden met de effecten van spanningsconcentratie.
Dien een model, tekening, afbeelding of schriftelijke notities in. Ingenieurs beoordelen materiaal, proces, afwerking en levering op basis van daadwerkelijk gebruik.