Predstavili smo vam že novost v naši ponudbi – naprave za 3D-tisk z neprekinjenimi vlakni. Tudi o njihovi tehnologiji izdelave lahkih, trdnih in močnih kompozitnih delov, je že tekla beseda. Razumevanje kompozitov je ključnega pomena za optimalni izkoristek tehnologije.
Strukturni materiali zagotavljajo zadostno togost in trdnost, kar omogoča strukturi, da ohrani obliko in mere pod obremenitvijo ali kakršnim koli drugim zunanjim delovanjem.
Tipični konstrukcijski materiali so jeklo, aluminij, titanove zlitine, beton in nekateri drugi. Poleg tega so nekateri kompoziti tudi strukturni materiali.
Kompozitni materiali (kompoziti) pa so sestavljeni iz več komponent z različnimi lastnostmi in različnimi mejami med komponentami. Kompoziti so lahko “napolnjeni” z nekaterimi delci ali kratkimi / rezanimi vlakni ali “ojačani” z dolgimi (neskončnimi ali neprekinjenimi) vlakni. Matrica je material, ki vlakna veže skupaj ali je napolnjen s kratkimi vlakni. Običajno ima matrica precej nižje mehanske lastnosti kot vlakna.
Aplikacije kompozitnih materialov
Ojačani kompoziti so zelo togi in močni v smeri vlaken, poleg tega pa so tudi lahki. Zato narašča zanimanje za takšne strukturne materiale v vesoljski, avtomobilski, ladjedelniški industriji, kjer ima teža glavno vlogo. V prečni smeri pa imajo lahko precej nižje lastnosti. Opažena razlika v lastnostih v različnih smereh se imenuje anizotropija.
Za preprečevanje te slabosti se običajno uporabljajo laminati z različnim zlaganjem sestavljenih slojev. V takih strukturah so plasti z različnimi usmeritvami zasnovane tako, da prenašajo različno delujoče obremenitve. To je sicer najbolj priljubljen, a resnično ne najboljši način za izdelavo kompozitnih struktur. Učinkovite lastnosti laminiranega kompozita so veliko manjše od lastnosti enosmernega kompozita v smeri vlaken.
Obdelava kompozitov
Če morate sestaviti kompozite ali narediti nekakšno loputo v sestavljenem strukturnem elementu, se boste spoznali z dejstvom, da morate kompozitni material vrtati, rezkati ali rezati. Vrtanje, rezkanje in rezanje znatno zmanjšajo trdnost armiranega kompozita v bližini obdelanega roba. Moč lahko večkrat pade! Torej, obdelava dejansko ubija idejo uporabe ojačanih kompozitov.
Rešetkaste strukture – prednosti in omejitve
Najučinkovitejši način za izkoriščanje potenciala ojačanih vlaken so rešetkaste anizogridne strukture. Posebnost struktur zagotavlja učinkovito porazdelitev obremenitev vzdolž vlaken, ker glavne delujoče obremenitve potekajo vzdolž mrežastih reber (v smeri vlaken). Tako so rešetkaste anizogridne strukture za razliko od laminatov precej težke.
Rešetkaste konstrukcije se ne bojijo izrezov in ne potrebujejo vrtanja in rezkanja. Za te strukture lahko uporabite posebne vložke.
Konvencionalne kompozitne tehnologije (navijanje, namestitev vlaken) lahko proizvajajo dele samo z geodetskimi in kvazigeodezičnimi armaturnimi potmi ter običajnimi mrežami. Konstrukcije z nepravilno gostoto mreže in negeodezijsko ojačitvijo bi lahko zagotovile učinkovitejšo razporeditev delujočih obremenitev in posledično zmanjšanje teže. Vendar takšnih struktur ni mogoče dobiti z običajnimi tehnologijami.
3D-tisk z kompoziti
Trenutno samo 3D-tisk omogoča pridobivanje sestavljenih delov s kompleksno obliko in visoko prilagodljivimi potmi za ojačitev vlaken. S 3D-tiskom lahko nadzorujete anizotropijo in izkoristite potencial ojačanih vlaken z največjo učinkovitostjo. Mimogrede, zato se imenujemo Anisoprint (anizotropno tiskanje ali tiskanje z nadzorom anizotropije). Ni vam treba rezati vlaken. V kompozitnem delu lahko izdelate katero koli luknjo brez vrtanja in ojačitve. Poleg tega tehnologija Anisoprint (koekstruzija kompozitnih vlaken) uporablja termoplastično matrico, ki poveča odpornost dela na udarce v primerjavi s konvencionalnimi termoreaktivnimi kompoziti.
Tako kot pri izdelavi z taljenimi filamenti (FFF) so tudi deli, izdelani s postopkom koekstrudiranja kompozitnih filamentov (CFC), večplastne strukture. Deli, ki jih tiska Composer, so sestavljeni iz ravnih ojačanih slojev.