Блог

Jun 27, 2023

Самое прочное стекло

Канадский стартап Fortis3D выпускает два новых материала для 3D-печати для широкого спектра промышленных применений. Сопровождая запуск PA-GF20 и PK-GF20, Fortis3D предоставил подробный анализ

Канадский стартап Fortis3D выпускает два новых материала для 3D-печати для широкого спектра промышленных применений. Сопровождая запуск PA-GF20 и PK-GF20, Fortis3D предоставил подробный анализ характеристик материала каждой нити, чтобы позволить инженерам понять их сильные стороны и подходящие области применения.

Опираясь на опыт в области полимерной инженерии, команда ученых и инженеров Fortis3D создала армированные полиамидные (PA) или нейлоновые и поликетоновые (PK) нити для 3D-печати, которые прочнее других и имеют меньшее содержание стекловолокна.

«Мы обнаружили, что большинство армированных волокном нитей, представленных на рынке, позволяют производить относительно прочные и жесткие детали, но они далеко не так прочны, как традиционные армированные волокном смолы для литья под давлением. Мы также хотели сделать высокопрочные материалы доступными для большего числа пользователей, а не только для тех, у кого есть дорогие промышленные машины. Учитывая обе цели, мы разработали эти два материала, чтобы они стали самыми прочными на рынке и позволили даже пользователям принтеров среднего класса изготавливать очень прочные детали», — сказал Уэйн Лам, бизнес-менеджер Fortis3D.

Характеристики PA-GF20 и PK-GF20

Армированные рубленым стекловолокном материалы Fortis3D PA-GF20 и PK-GF20 предназначены для 3D-печати высокопроизводительных функциональных компонентов. В дополнение к превосходной механической прочности оба материала обладают химической стойкостью, устойчивостью к высоким температурам, ударам и износу, что делает их долговечными в суровых условиях окружающей среды. Эти материалы находят применение в самых разных областях: от промышленных деталей конечного использования до приспособлений и приспособлений.

В большинстве других нитей, армированных стекловолокном, в отрасли используется очень короткое (100–300 мкм) измельченное стекловолокно, включенное в различные смолы. Они могут быть хрупкими, несмотря на хорошую прочность и пригодность для печати. Рубленое стекловолокно длиннее (3 мм) и обеспечивает очень высокую прочность, сохраняя при этом большую прочность основного пластикового материала, но его сложнее вводить. Оба типа волокон обычно больше разрушаются в процессе смешивания, в результате чего в конечном продукте волокна становятся короче; следовательно, во время обработки необходимо принимать меры предосторожности, чтобы свести к минимуму поломку волокна.

Технические данные материалов для 3D-печати PA-GF20 и PK-GF20

Команда разработчиков Fortis3D оптимизировала параметры загрузки и обработки волокна, чтобы создать одну из самых «прочных» армированных волокном ПА-нитей в отрасли с более низкой загрузкой стекловолокна. Уменьшенная загрузка стекловолокна улучшает печатные свойства, износ сопел и качество поверхности. Для достижения высокой прочности на разрыв 78 МПа даже после кондиционирования дополнительно использовался химический связующий агент для усиления адгезии между стекловолокнами и полимерной матрицей.

По сравнению с литьем под давлением, это обеспечивает сохранение прочности на разрыв более 90% и является более прочным, чем нейлоновые материалы других ведущих брендов, армированные стекловолокном и углеродным волокном. По сравнению с типичной нитью PA6GF поглощение влаги снижается на 30% при использовании такого же нейлонового сополимера, как SnapPrint PA Fortis3D. Натягивание сведено к минимуму, даже если нить не используется в условиях окружающей среды, в отличие от нити PA6GF.

Графическое представление сохраняемой влаги по количеству дней. График через Fortis3D.

Поликетон (ПК) представляет собой терполимер пропилена, этилена и монооксида углерода, имеющий характеристики, аналогичные PA12, но с пониженным влагопоглощением, более высокой химической и ударной стойкостью, а также пониженным трением и износом. Он также сохраняет механическую прочность после впитывания влаги, в отличие от нейлона. С точки зрения окружающей среды, производство поликетонов генерирует на 60% меньше CO2, чем производство нейлона. Однако из-за чрезмерного коробления и отсутствия адгезии к большинству клеев и материалов печатать самостоятельно крайне сложно. Чтобы решить эту проблему, команда разработчиков Fortis3D создала запатентованную формулу, которая значительно уменьшает коробление и позволяет склеивать большинство материалов, используя только клей ПВА. Рубленые стеклянные волокна были добавлены для повышения прочности и жесткости, в результате чего получился материал, сравнимый с другими нейлонами, армированными углеродным или стекловолокном, без опасности чрезмерного поглощения влаги. Поглощение влаги примерно на 70% ниже по сравнению с типичной нитью PA6GF, а это означает, что натяжение ограничено и прочность детали не меняется после недели воздействия окружающей среды.