Faserverstärkter 3D-Druck 2019-06-12T18:13:28+00:00

Faserverstärkter 3D-Druck

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Warum Faserverstärkter 3D-Druck? Was sind Endlosfasern (CFF)

SDie Festigkeit Ihrer 3D gedruckten Bauteile reicht Ihnen nicht aus? Sie schaffen es, Ihre 3D gedruckten Bauteile zu zerbrechen? Dann hatten Sie noch keine 3D gedruckten Bauteile von Markforged in der Hand, die durch eine Endlosfaser verstärkt wurden. Schon das Matrixmaterial Onyx ist 1,5x so stabil wie ABS. Durch die eingelegten Endlosfasern erreichen Sie sogar Festigkeiten, die 23x höher sind wie bei ABS.

Wie funktioniert das?

Während geschnittene Kohlenstofffasern bemerkenswert in ihrer Fähigkeit sind, Thermoplaste zu verstärken, können Endlosfasern den Bauteilen weit mehr Festigkeit verleihen. Markforged verwendet eine Kombination aus FFF-Druck und Continuous Fibre Fabrication (CFF), um Endlosfasern in konventionell gedruckten thermoplastischen Bauteilen abzulegen. Durch diese Faserverstärkung können exorbitante Stabilitäten erzielt werden.

Im Video links wird der gigantische Mehrwert der Endlosfaser ganz einfach und anschaulich anhand von Bausteinen erklärt.

Diese Technologie basiert auch auf der Extrusion und wird über eine zweite Düse am Druckkopf „verdruckt“. Statt jedoch das gesamte Filament zu schmelzen, wird die Hitze der Düse genutzt, um Fasern in eine thermoplastische Schicht zu “bügeln”. Die eigentlichen Fasern schmelzen nicht – stattdessen werden sie von der thermoplastischen Matrix auf ähnliche Weise eingefangen, wie Duroplastklebstoffe (z.B. Epoxidfasern bei herkömmlichen Faserherstellungsverfahren). So wird durch eine optimale Faserauslegung, die höchste Stabilität gewährleistet weil eine feste Verbindung zwischen Endlosfaser und Matrixmaterial hergestellt.

Die resultierenden Teile sind deutlich stärker, steifer und haltbarer als Kunststoff (gefüllt oder nicht gefüllt) und behalten die Wärmebeständigkeit, chemische Beständigkeit und Druckqualität ihres thermoplastischen Matrixmaterials bei. Mit Markforged können Sie Onyx mit einer Endlos-Faserverstärkung drucken. Onyx ist ein Matrixmaterial bestehend aus Nylon mit etwa 15 prozentigem Anteil an Mikrocarbonfasern.

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Immer mehr Firmen greifen zu Kohlefaser-Verbundwerkstoffen, um Teile mit Industriequalität schnell und kostengünstig herzustellen. Jahrelang musste ein Mittelweg zwischen Festigkeit, Lieferzeit und Kosten akzeptiert werden. Aus herkömmlichen Polymeren konnte man schnell und Kostengünstig fertigen, den resultierenden Bauteilen mangelte es dann aber erheblich an Festigkeit.

Als Druckmaterialien stehen bei den Markforged 3D-Druckern Onyx, Nylon und faserverstärkte Kunststoffe wie Carbonfaser, Kevlar und Glasfaser zur Verfügung. Diese Faserverstärkungen werden beim Druck als Endlosfaser in das Bauteil gedruckt. Das Diagramm rechts zeigt die Stärke, Robustheit, Steifigkeit und Umweltbeständigkeit der Kunststoffe im Vergleich mit Aluminium.

Ratgeber für den 3D-Druck in der industriellen Fertigung

Der 3D-Druck hat sich zu einer starken Kraft in der heutigen Fertigungsindustrie entwickelt, vom Prototyping über Werkzeuge und Vorrichtungen bis hin zur Endproduktion von Kleinserien. Viele Unternehmen haben Schwierigkeiten, die richtigen additiven Fertigungslösungen zu finden, die genau ihren Bedürfnissen entsprechen und einen Return-on-Investment (ROI) bieten. Die Wahl der richtigen Plattform, um Blockaden in der Fertigung zu verhindern, ist für die Optimierung der Produktivität Ihrer Fertigungslinie von entscheidender Bedeutung. Laden Sie diesen Ratgeber herunter, um die wichtigsten Aspekte bei der Auswahl eines 3D-Druckers für Fertigungsanwendungen zu beurteilen.

Folgende Punkte finden Sie außerdem in diesem 19-seitigem Ratgeber:

  • Checkliste für die Wahl eines 3D-Druckers
  • Der Return-on-Investment
  • Aufklärung um Missverständnisse über den 3D-Druck
  • Arten von 3D-Drucktechnologien
  • Anwendungsgebiete

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