Cetak 3D Tautan Terkuat: Uji Rantai Serat Karbon untuk Beban Industri
Catatan penulis: Tidak ada mesin berat yang cedera selama penulisan ini; prototipe, tuttavia, tidak begitu beruntung.
Magang musim panas di Markforged secara rutin menjelajahi batas teknologi pencetakan 3D canggih kami. Musim panas lalu, dua magang menetapkan tujuan berani: menciptakan satu tautan rantai yang diperkuat serat karbon yang mampu mengangkat truk semen 10 ton. Mereka yakin bahwa printer grade industri yang benar seharusnya dapat mendukung beban tersebut.
Desain pertama mereka adalah tautan rantai oval konvensional, geometri yang umum dalam rantai komersial. Tautan diukur untuk pengujian tarik pada Instron 5582 Universal Testing Machine (UTM) di Olin College of Engineering, yang kapasitas 100 kN memungkinkan kami mengevaluasi prototipe hingga beban truk semen tanpa membahayakan mesin berat.
Bagi yang penasaur tentang pembuatan rantai, proses ini adalah keajaiban rekayasa; lihat video How It’s Made ini untuk penampakan di belakang layar yang menarik.
Prototipe awal mengungkapkan tantangan kunci: kekuatan arah serat karbon. Tautan rantai dicetak sepenuhnya dari Concentric Fiber fill, yang menahan gaya tarik di arah serat tetapi menawarkan kekakuan lateral yang terbatas. Saat tautan ditarik, sisi membengkok ke dalam, mengakibatkan kegagalan dini—masalah yang jarang ditemukan pada rantai baja, yang lebih isotropik.
Untuk mengatasi ini, magang menambahkan anggota penguat tengah yang mencegah buckling dinding samping. Desain yang dihasilkan memerlukan pencetakan 72 jam menggunakan enam gulungan serat karbon.
Saat tautan akhir diuji pada Instron, patah hanya 50 lb di bawah kapasitas maksimum mesin—hampir mencapai target pengangkat 10 ton. Meskipun faktor keamanan teknis lebih rendah dari apa yang biasanya diharapkan pemilik truk semen, hasilnya menunjukkan kekuatan grade industri yang dapat dicapai dengan material berkinerja tinggi Markforged.
Mau mencoba sendiri? Jelajahi printer Mark Two dan unduh file STL di bawah.
