3D打印材料指南- 3D打印中使用纤维填料的优势

2021.8.16

热塑性复合材料是一种由热塑性聚合物基体和功能性填料组成的材料。复合材料的优点是,它们允许您混合材料类别,从而产生单独使用每种材料不可能实现的独特特性。一般来说,复合材料是高性能材料,在较低密度下具有较高的强度和刚度,但它们也可能解决磨损、温度、蠕变和抗冲击等问题。

什么是材料挤压3D打印最常用的材料?

矿物如滑石粉、中空玻璃球和短切纤维如玻璃、金字塔和碳是常见的填料。纤维填料在提高聚合物强度和刚度方面是非常有效的。应力从极性基体转移到纤维上,从而产生这种加强效果。由于纤维增强的拉伸特性比聚合物基体的拉伸特性高出许多数量级,因此合成的复合材料的性能介于基体和纤维之间。

3D打印中使用纤维填料的最佳方法是什么?

采用机械应力方向的连续线是使用纤维填料的理想方法。而市场上的某些3D打印服务能够制造连续纤维组件。使用这种技术打印所需的成本和时间通常是不连续纤维的10倍,这使得它不适合所有的领域,除了航空航天和奇异的组件。短切纤维增强热塑性塑料使大规模生产成为可能。由于采用传统零加工设备,材料价格相当便宜,生产速度也快得多。

为什么要使用热塑性复合材料进行3D打印?

材料挤压3D打印也实现了同样的优势。高纤维体积分数、高纵横比纤维、超过临界纤维长度、高模量纤维和基体具有良好的界面表面化学性质,以传递载荷,获得最大的拉伸特性。

通过使用不同类型的纤维,聚合物复合材料可以获得一系列的特性。

1.玻璃纤维增强聚合物提供了高性价比和强大的抗冲击性能,使其适合于汽车零部件。

2.芳纶纤维增强热塑性塑料不常见,但具有优良的耐磨性,使其成为齿轮、轴套和轴承的理想材料。

3.碳纤维增强热塑性塑料具有最佳的强度、刚度和减重能力,使其成为航空航天应用的理想材料。碳纤维填充材料在3D打印中非常受欢迎。由于碳纤维比玻璃纤维耐磨,所以它的热膨胀系数比玻璃低,导热系数比玻璃大,这有助于防止印刷零件的翘曲和收缩。

在使用纤维增强材料打印时,要记住流动诱导的纤维取向。当材料从喷嘴中挤出时,纤维趋向于沿着流动的方向排列。因此,与打印方向垂直或正交排列的聚合物痕迹的组分的强度和刚度会发生显著变化。例如,考虑一个由PET碳纤维制成的弯曲杆,其轨迹与加载方向平行和横向。横向杆的弯曲模量要低得多。这种效应在注塑件中很普遍,模具必须考虑到纤维增强热塑性塑料的机器方向、横向和各向同性。

CNCLATHING提供广泛的纤维增强复合材料,以满足您的要求。使用先进的涂层挤压技术制造多层长丝是我们的主要能力之一。利用这项技术,我们创造了25%的碳纤维高温尼龙复合长丝,将其包裹在一个坚固的外层,使材料卷起来并送入打印机而不会断裂。外层还可以最大限度地减少3D打印机的进给部分和喷嘴的磨损。它赋予部分光滑的哑光纹理。我们喜欢这种材料是因为它的刚强比。它是理想的替代CNC铝组件和创建注塑工具。