Mengganti Bagian Aluminium dengan Serat Karbon Cetak 3D
Baru-baru ini, kekurangan besar aluminium di antara pemasok industri telah menyebabkan kenaikan harga yang tajam. Sejak Januari 2021, harga aluminium telah meningkat lebih dari 50%, dan para ahli memproyeksikan kenaikan tersebut akan bertahan hingga dua tahun ke depan.
Menurut Jyske Bank, kekurangan aluminium di seluruh dunia dapat ditelusuri kembali ke peningkatan konsumsi bahan karena tiga faktor:peningkatan pengeluaran untuk barang-barang konsumen karena paket stimulus, peningkatan investasi dalam teknologi berkelanjutan yang mengandalkan penggunaan aluminium (seperti turbin angin, listrik mobil) dan produksi dan konsumsi aluminium China.
Mengingat kekurangan aluminium ini, Markforged Carbon Fiber menawarkan alternatif yang sesuai, karena banyak pelanggan kami menggunakannya untuk mengganti suku cadang yang terbuat dari aluminium mesin. Serat Karbon memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat tertinggi dari serat penguat kami. Enam kali lebih kuat dan delapan belas kali lebih kaku dari Onyx, penguat Serat Karbon biasanya digunakan untuk suku cadang yang menggantikan aluminium mesin.
Ketika diletakkan ke dalam bahan Dasar Komposit seperti Onyx, dapat menghasilkan bagian sekuat aluminium 6061-T6. Sebagai bahan, ini sangat kaku dan kuat, dan dapat secara otomatis diletakkan dalam berbagai geometri dengan printer Markforged 3D untuk menghasilkan suku cadang yang dioptimalkan.
Apa itu Serat Karbon?
Serat karbon terdiri dari atom karbon yang disusun menjadi serat kristal panjang dengan diameter hanya 5-10 mikron. Dalam manufaktur modern, beberapa ribu serat karbon digabungkan menjadi derek dan digabungkan dengan bahan lain untuk membentuk komposit. Ketika digabungkan dengan matriks resin termoplastik atau termoset, derek serat karbon dapat mengambil berbagai bentuk untuk digunakan dalam aplikasi teknik.
Sifat material khusus serat karbon membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi, yang meliputi:
Kekakuan dan kekuatan tarik tinggi (sekuat aluminium)
Kepadatan relatif jauh lebih rendah daripada baja dan aluminium
Tahan terhadap panas dan bahan kimia
Apa yang menjadikan Carbon Fiber sebagai pengganti aluminium yang ideal?
Menggunakan Continuous Fiber Reinforcement (CFR), serat karbon dapat mencapai kekuatan yang serupa dengan aluminium, dengan kemampuan untuk mengganti komponen mesin dalam aplikasi. Ini karena peningkatan kekakuan, ketahanan benturan, ketahanan panas, dan daya tahannya.
CFR memungkinkan fleksibilitas dalam bagaimana pengguna dapat menerapkan serat kontinu di bagian mereka - pengguna dapat mengontrol berapa banyak serat karbon yang dimasukkan ke dalam bagian, serta di mana secara khusus di bagian derek serat karbon ditempatkan.
Sifat Serat Karbon
Dibandingkan dengan aluminium 6061, serat karbon cetak 3D memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat 50% lebih tinggi dalam lentur, dan rasio 300% lebih tinggi pada momen tarik. Penguatan kontinu serat karbon telah digunakan untuk membuat jig/perlengkapan yang sesuai dan perkakas khusus untuk beberapa bisnis global terbesar dan paling bergengsi hingga suku cadang sekali pakai untuk aplikasi motorsport kelas atas.
Selanjutnya, Serat Karbon yang diperkuat memiliki kekuatan lentur 540 MPa, dibandingkan dengan aluminium 6061-T6 (<480 MPa).
Klik di sini untuk ikhtisar komprehensif pengukuran kekuatan Serat Karbon.
Bagaimana cara kerja pencetakan Serat Karbon?
Printer Markforged mulai dengan membentuk kulit luar dan pengisi bagian menggunakan Onyx, termoplastik yang diisi dengan serat karbon cincang untai pendek. Langkah proses ini dikenal sebagai fused filament fabrication (FFF).
Nosel sekunder kemudian digunakan untuk memasang Continuous Fiber Reinforcement (CFR) untai panjang, secara selektif memperkuat perimeter, fitur tertentu, atau seluruh lapisan bagian. Menggunakan CFR, suku cadang dapat diperkuat secara strategis dengan cara yang berbeda agar sesuai dengan kondisi pemuatan spesifik yang berbeda.
