Memahami Material Komposit

Dalam posting blog sebelumnya, kami merinci perbedaan utama antara termoplastik pencetakan 3D paling populer. Sementara suhu lelehnya yang rendah dan kesederhanaan pencetakan yang umum membuat komponen menjadi cepat dan mudah, termoplastik meninggalkan sesuatu yang diinginkan dalam hal sifat mekanik seperti kekuatan, kekakuan, dan ketahanan panas. Untungnya, dengan memanfaatkan teknologi yang mirip dengan Fused Filament Fabrication (proses pencetakan termoplastik paling populer), Markforged telah mengembangkan cara untuk mencetak komposit 3D yang melampaui sifat termoplastik dalam hampir semua hal.

Baca Panduan Desain Komposit kami

Apa itu komposit?

Komposit adalah bahan yang terbuat dari dua atau lebih zat yang jika digabungkan memiliki sifat yang berbeda dari komponen aslinya. Mereka terdiri dari dua elemen utama:matriks dan penguatan. Untuk komposit serat tipikal, penguat (serat karbon atau fiberglass, misalnya) dibentuk menjadi bentuk yang diinginkan dan kemudian ditutup dengan matriks, seringkali epoksi atau termoplastik, untuk mempertahankan strukturnya. Komposit bermanfaat karena sifat sinergis yang muncul dari kombinasi bahan, memungkinkan mereka untuk jauh mengungguli termoplastik sambil mempertahankan kepadatan rendah. Faktanya, banyak layup serat karbon lebih kuat dari baja dengan berat sepersepuluh.

Ada banyak jenis matriks dan penguat yang membentuk banyak bahan komposit yang berbeda; dalam posting ini kita akan melihat secara khusus komposit cetak 3D Markforged, propertinya, dan aplikasi idealnya.

Minta demo

Komposit cetak 3D

Sama seperti bagian komposit lainnya, komposit cetak 3D Markforged terdiri dari dua komponen:matriks dan penguat. Matriks kami disebut Onyx, termoplastik berbasis nilon, dan penguatnya adalah salah satu dari empat serat kontinu kami. Serat penguat ini termasuk serat karbon, fiberglass, fiberglass berkekuatan tinggi bersuhu tinggi, dan Kevlar®.

Fiberglass

Fiberglass adalah serat penguat entry-level kami. Seperti namanya, itu terdiri dari serat kaca yang diikat menjadi filamen. Fiberglass adalah serat penguat pemula yang baik karena berkinerja tinggi namun tetap murah. Dalam lentur, fiberglass empat kali lebih kuat dan sebelas kali lebih kaku dari ABS. Ini menawarkan cara yang efektif untuk memulai alat, perlengkapan, dan workholding industri pencetakan 3D yang membutuhkan lebih banyak kekuatan daripada yang dapat ditawarkan termoplastik.

Serat karbon

Serat karbon adalah serat penguat Markforged yang paling kuat dan kaku. Dengan rasio kekuatan-terhadap-berat hampir dua kali lipat dari 6061 aluminium, suku cadang serat karbon cetak 3D dapat mengungguli suku cadang yang dikerjakan dari logam. Serat karbon juga sedikit terbelokkan saat ditekan, memberikan keunggulan di atas aluminium yang secara plastis berubah bentuk saat dimuat.

Karena kekuatan serat karbon menyaingi logam, pelanggan kami sering menggunakannya untuk mencetak suku cadang yang biasa mereka pakai. Ini termasuk rahang lunak, suku cadang penggunaan akhir, dan alat pembentuk produksi.

Kevlar

Kevlar adalah serat penguat yang lebih khusus dengan kualitas unik. Ini sangat tahan lama; bagian yang diperkuat dengan Kevlar dapat menerima pukulan tanpa gagal. Ini juga merupakan serat penguat Markforged yang paling ringan, dengan kepadatan 15-20% lebih rendah dari yang lain. Salah satu karakteristik Kevlar yang paling menonjol adalah kemampuannya untuk berubah bentuk secara plastis tanpa kehilangan kekuatan. Bagian yang diperkuat kevlar memungkinkan beberapa memberi saat dimuat ke arah maksimum yang menghasilkan mode kegagalan yang lebih bertahap. Misalnya, serat karbon, yang lebih kaku, tetapi jauh lebih rapuh, gagal total dan tanpa peringatan saat dimuat secara maksimal. Kevlar, di sisi lain, berubah bentuk hingga serat mulai gagal satu per satu, memberikan kegagalan yang jauh lebih dapat diprediksi.

Karena kepadatannya yang rendah dan daya tahan yang unggul, Kevlar adalah kandidat yang tepat untuk aplikasi yang melibatkan banyak gerakan dan kontak berulang dengan bagian lain. Pelanggan kami menggunakannya untuk efektor akhir cetak 3D, boneka uji tabrakan, penghentian mekanis, dan aplikasi lain yang melibatkan beban variabel.

Minta bagian sampel gratis

Fiberglass suhu tinggi berkekuatan tinggi

Fiberglass HSHT adalah penguatan khusus lainnya. Seperti namanya, ini adalah versi fiberglass yang tahan panas dan berkekuatan tinggi. Ini mempertahankan kekakuannya pada suhu hingga 300 derajat Fahrenheit. HSHT juga menunjukkan ketahanan benturan yang luar biasa:30x ABS dan lebih dari 100x PLA. Selain itu, fiberglass HSHT adalah serat kami yang paling elastis; itu akan membelok saat dimuat, dan kemudian akan kembali ke bentuk aslinya ketika beban dihilangkan. Ini adalah properti yang menguntungkan untuk bagian yang memerlukan defleksi berulang tanpa deformasi permanen.

Sifat-sifat di atas memberikan HSHT untuk menahan deformasi plastik selama penjepitan berulang dan kejutan termal dari proses manufaktur tertentu. Pelanggan kami menggunakan perlengkapan las cetak HSHT ke 3D, thermoform, cetakan termoset, sisipan cetakan injeksi, cetakan tiup, dan suku cadang untuk aplikasi suhu tinggi berdampak tinggi lainnya.

Pencetakan 3D komposit

Pencetakan 3D komposit memberi desainer dan insinyur kemampuan untuk memanfaatkan beragam properti material untuk aplikasi di seluruh siklus manufaktur. Sifat khusus yang ditunjukkan oleh empat serat yang kita bahas dalam posting ini membuka peluang untuk menerapkan manufaktur aditif di tempat yang belum pernah ada sebelumnya.

Ingin mempelajari di mana pencetakan 3D cocok dengan bisnis Anda? Bicaralah dengan salah satu . kami pakar produk untuk didiskusikan.