Markforged连续碳纤维3D打印:强度大、质量轻、性价比高

2022-01-14 09:41 啸云3D打印
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随着科技的发展,3D打印慢慢改变了现代生活的许多领域。3D打印技术避免了传统制造业的切割工艺,不需要模具制造,加工速度快,生产周期相对较短。连续碳纤维材料是一种复合纤维材料。通过加热共同3D打印工艺,打印出来的产品强度是塑料的30强度重量比是铝的3重量比钢轻7倍以上。连续碳纤维3D打印可替代金属、塑料、尼龙等材料,可应用于无人机、工装夹具、航空航天等领域。



3D打印常用的材料有PLA、尼龙、ABS等。但是如果要打印强度、重量轻的部件,标准的3D打印机对任务来说强度、质量差、生产效率低。另外,标准PLA长丝在高温下会软化,不适合在汽车行业使用。



Markforged3D打印设备通过使用尼龙微碳纤填充(称为Onyx)制成的主丝解决了这一问题,并增加了连续纤维层(如碳纤维、kevlar、玻璃纤维或高温高强度玻璃纤维)加固零件的选项,从而灵活控制零件的强度满足设计意图。


 从上到下:碳纤维、高温高强度玻璃纤维


连续纤维增强(CFR)工艺使打印的样品非常坚固耐用,可以替代铝。碳纤维增强Onyx拉伸强度达到800MPa(ABS25.8倍,是6061-T6铝的2.6)



Markforged连续碳纤维3D打印主要面向需要强度、重量轻3D打印部件制造商。而且,用Markforged设备打印的零件成本会于铝数控加工并且,制造出来的零件会比铝轻,从而实现轻量化的



以下是使用Onyx(Markforged打印机)PLA(其他打印机)进行的样件测试。测试打印样件的宽度为15毫米(0.6英寸)×5毫米(0.2英寸)厚,从桌子边缘到重量点的突出部分为120毫米(4.7英寸)。然后,把一个1.8公斤(4)的重物挂在测试样件上


 无纤维增强的强度效果  有纤维增强的强度效果


正如你从照片中看到的(垂直偏差标记以英寸为单位),使用纤维增强的部分更加坚硬。纤维增强打印有两到三组增强层(顶部和底部),每组只有四层。由此,可以推断出添加更多的纤维会让部件变得更硬。



经典案例



使用PLA打印时,小或薄的物品打印后承重能力会变低。但使用Markforged连续碳纤维3D打印的话,会让这个146mm(5.75英寸)的三脚架变得更加坚固。

 三脚架旋钮


 三脚架

相机镜头脚


抽屉拉手


3D打印和碳纤维复合材料的结合可以改善传统生产制造中对碳纤维复合材料的应用,FDM技术和连续碳纤维材料的结合,使打印的零件机械性能、物理性能更加优异,实现低成本、高效、产品轻量化以及个性化定制设计。




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