وصف موجز ل طباعة ثلاثية الأبعاد من ألياف الكربون

---

ألياف الكربون المطبوعة ثلاثية الأبعاد هي ثاني أكثر التقنيات رواجًا بعد تقنية التصنيع المضافة بعد المعدن. نظرًا للخصائص الفريدة لألياف الكربون ، مثل: الوزن الخفيف والقوة العالية والموصلية الكهربائية العالية والمقاومة العالية للتآكل ، غالبًا ما تتمتع الأجزاء المصنوعة من تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بالدقة العالية والأداء العالي.

تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من ألياف الكربون

▶ تقنية تلبيد الليزر
الخصائص المادية: النايلون المقوى بالألياف القصيرة ، نظرة خاطفة ، TPU ومواد مسحوق أخرى
خصائص العملية: اخلط ألياف الكربون المختصرة مع مادة النايلون بنسبة معينة ، وحقق قولبة متكاملة عن طريق التلبيد بالليزر.


▶  تقنية الصهر متعدد النفاثات
الخصائص المادية: النايلون المقوى بالألياف القصيرة ، نظرة خاطفة ، TPU ومواد مسحوق أخرى
خصائص العملية: من خلال تسخين أنبوب المصباح ، يجمع المقطع العرضي للجزء حرارة كافية لتحقيق تشكل الذوبان تحت تأثير المذيب.

▶  تقنية FDM
الخصائص المادية: ألياف طويلة مقواة بجيش التحرير الشعبى الصينى ، نايلون ، نظرة خاطفة ومواد سلكية أخرى
خصائص العملية: يتم تعبئة الألياف الطويلة في السلك التقليدي بواسطة تقنية FDM لتعزيز التأثير.

طريقة طباعة ألياف الكربون

▶  ألياف الكربون المفرومة مملوءة بالحرارة.
  تتم طباعة اللدائن الحرارية المملوءة بألياف الكربون القصيرة على طابعة FFF (FDM) قياسية تتكون من لدن حراري (PLA أو ABS أو النايلون) معززة بخيوط صغيرة مقطعة ، مثل ألياف الكربون. من ناحية أخرى ، فإن التصنيع المستمر لألياف الكربون هو عملية طباعة فريدة من نوعها تضع حزم ألياف الكربون المستمرة في ركائز لدن بالحرارة FFF (FDM) قياسية.
يتم تصنيع البلاستيك القصير المملوء بألياف الكربون والألياف المستمرة باستخدام ألياف الكربون ، ولكن الفرق بينهما هائل. سيساعدك فهم كيفية عمل كل طريقة وتطبيقها المثالي على اتخاذ قرارات مستنيرة حول ما يجب القيام به في التصنيع الإضافي.

ألياف الكربون المقطعة هي في الأساس مواد تقوية للبلاستيك الحراري القياسي. يسمح للشركات بطباعة المواد التي تكون بشكل عام أقل قوة عند مستويات أعلى من الكثافة. يتم بعد ذلك خلط المادة مع اللدائن الحرارية ويتم بثق الخليط الناتج في بكرة لتقنية تصنيع الفتيل المصهور (FFF).
بالنسبة للمركبات التي تستخدم طريقة FFF ، تكون المادة عبارة عن خليط من الألياف المقطعة (عادةً ألياف الكربون) واللدائن الحرارية التقليدية (مثل النايلون أو ABS أو حمض polylactic). على الرغم من أن عملية FFF لا تزال كما هي ، إلا أن الألياف المقطعة تزيد من قوة النموذج وصلابته وتحسن ثبات الأبعاد وتشطيب السطح والدقة.
هذه الطريقة ليست دائما خالية من العيوب. تؤكد بعض الخيوط المقواة بالألياف المقطعة على القوة من خلال ضبط التشبع الفائق للمادة بالألياف. يمكن أن يؤثر ذلك سلبًا على الجودة الكلية لقطعة العمل ، مما يقلل من جودة السطح ودقة الجزء. يمكن تصنيع النماذج الأولية وأجزاء الاستخدام النهائي من ألياف الكربون المقطعة لأنها توفر القوة والمظهر المطلوبين للاختبار الداخلي أو المكونات التي تواجه العملاء.

المواد المقواة بألياف الكربون المستمرة.
ألياف الكربون المستمرة هي الميزة الحقيقية. هذا حل فعال من حيث التكلفة لاستبدال الأجزاء المعدنية التقليدية بأجزاء مركبة مطبوعة ثلاثية الأبعاد لأنه يحقق قوة مماثلة باستخدام جزء صغير فقط من الوزن. يمكن استخدامه لترصيع المواد في اللدائن الحرارية باستخدام تقنية تصنيع الفتيل المستمر (CFF). تضع الطابعة التي تستخدم هذه الطريقة أليافًا مستمرة عالية القوة (على سبيل المثال ، ألياف الكربون أو الألياف الزجاجية أو الكيفلار) من خلال فوهة طباعة ثانية في بلاستيك حراري مبثوق FFF أثناء الطباعة. تشكل الألياف المقواة "العمود الفقري" للجزء المطبوع ، مما ينتج عنه تأثير قوي وقوي ومتين.
لا تزيد ألياف الكربون المستمرة من القوة فحسب ، بل توفر أيضًا للمستخدمين تعزيزًا انتقائيًا في المناطق التي تتطلب متانة أعلى. نظرًا لطبيعة FFF للعملية الأساسية ، يمكنك اختيار البناء على أساس طبقة تلو الأخرى.
في كل طبقة ، هناك طريقتان للتعزيز: التعزيز المتحد المركز والتعزيز الخواص. تعمل الحشوات متحدة المركز على تعزيز الحدود الخارجية لكل طبقة (داخلية وخارجية) وتمتد إلى الجزء بعدد دورات يحدده المستخدم. تشكل الحشوة المتناحرة تعزيزًا مركبًا أحادي الاتجاه على كل طبقة ، ويمكن محاكاة نسج ألياف الكربون عن طريق تغيير اتجاه التعزيز على الطبقة. تمكّن هذه الاستراتيجيات المحسّنة صناعات الطيران والسيارات والصناعات التحويلية من دمج المواد المركبة في تدفقات عملها بطرق جديدة. يمكن استخدام الأجزاء المطبوعة كأدوات و تركيبات (تتطلب جميعها ألياف كربون مستمرة لمحاكاة الخصائص المعدنية بشكل فعال.) ، مثل الأدوات الموجودة في نهاية الذراع والحنك الرخو و CMM تركيبات.

استخدام مواد ألياف الكربون في صناعة المكونات
مادة النايلون 12CF ، وهي مادة جديدة من ألياف الكربون المطبوعة ثلاثية الأبعاد تحتوي على ما يصل إلى 3٪ من ألياف الكربون ، وبالتالي فهي ممتازة في الخصائص مثل مقاومة الشد النهائية البالغة 35 ميجا باسكال ومعامل الشد 76 ميجا باسكال. بفضل قوة الانحناء البالغة 7529 ميجا باسكال ، يكفي استبدال المعادن في العديد من التطبيقات ، وهو ما يكفي لاستبدال المعادن في العديد من التطبيقات ، مما يجعلها مثالية للسيارات والفضاء والصناعات الأخرى. يتم استخدام اللدائن الحرارية المقواة بألياف الكربون لإنتاج نماذج أولية عالية الأداء يمكنها تحمل الاختبارات الصارمة لأجزاء الإنتاج أثناء التحقق من التصميم لتلبية المتطلبات الصعبة لبيئة الإنتاج ويمكن تطبيقها على تصنيع التركيبات على خط الإنتاج.
تتميز مواد OXFAB بمقاومة عالية للمواد الكيميائية والحرارة ، وهو أمر بالغ الأهمية للمكونات الفضائية والصناعية عالية الأداء. توضح بيانات الاختبارات الميكانيكية الشاملة أنه يمكن استخدام OXFAB في الأجزاء الكاملة الجاهزة للاستخدام للطباعة ثلاثية الأبعاد. تقوم OPM بتنفيذ عقود تطوير رئيسية مع العملاء في قطاعي الطيران والصناعية للأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد للطائرات التجارية والعسكرية والفضاء والتطبيقات الصناعية ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من الوزن والتكلفة.
اليوم ، انتشر مجال تصنيع المواد المضافة ، وتوفر بعض الطابعات القدرة على الطباعة على ألياف الكربون. إذا كانت صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد ترغب في الحصول على حصة أكبر من السوق في سوق التصنيع بقيمة 3 مليار دولار ، فيجب استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في كل من تقنية المعالجة والمواد. تعكس المزايا المختلفة لألياف الكربون إمكانية أن يصبح هذا الهدف حقيقة واقعة. للتأكيد ، للتنافس مع التصنيع التقليدي ، لا بد أن تكون المواد المركبة واحدة من القوى الدافعة وراء تحول الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تقنية سائدة.

رابط لهذه المقالة ： وصف موجز لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من ألياف الكربون وتطبيقاتها في صناعة الأجزاء

إعادة طبع بيان: إذا لم تكن هناك تعليمات خاصة ، فإن جميع المقالات الموجودة على هذا الموقع أصلية. يرجى الإشارة إلى مصدر إعادة الطباعة: