Возникают разногласия относительно истинной прочности нитей/пластика, армированных углеродным волокном.
Нити из углеродного волокна теперь широко доступны из многих источников. Эти нити по сути являются стандартными полимерами, такими как нейлон, PETG или PLA, смешанными с крошечными сегментами рубленого углеродного волокна. Сегменты очень короткие, чтобы они могли свободно проходить через крошечные сопла устройств FFF.
Углеродное волокно — чрезвычайно прочный материал, поэтому идея состоит в том, чтобы усилить детали, добавив его к полимеру. Это похоже на добавление гравия в цемент для создания бетона.
Любой, кто печатал деталь «CF», подтвердит очевидную прочность: детали гораздо более жесткие. Благодаря этому свойству детали CF все чаще используются в механических приложениях.
Но насколько прочны эти детали? Швейцарский канал YouTube «I Built a Thing» решил провести небольшое тестирование, и результаты оказались весьма неожиданными.
Рассматриваемая теория заключается в том, что наличие сегментов углеродного волокна на самом деле снижает прочность деталей на растяжение, а не увеличивает ее.
Все сводится к тому, как сегменты углеродного волокна ведут себя вблизи границ слоев 3D-печати FFF:
- Если сегменты CF не находятся вблизи слоя, то прочность слоя определяется просто прочностью связи молекул полимера друг с другом, такой же, как у полимера без CF.
- Если сегменты УВ случайно уложены непосредственно вдоль границы слоев, то они не обеспечивают никакой адгезии слоев: УВ не связывается с полимерами.
- Ни один сегмент CF не проходит через оба слоя, поскольку слои наносятся по отдельности.
Если задуматься, то CF никак не может увеличить прочность детали на растяжение по оси Z. Он должен ее только уменьшить из-за неспособности CF связываться с полимерами.
На других осях мы должны увидеть увеличение прочности на растяжение, поскольку сегменты CF ориентированы хаотично и действуют как «гравий».
Так ли это? «I Built a Thing» провел обширное испытание PETG-CF и PLA-CF и проверил полученные детали с помощью точного измерительного оборудования. Детали были испытаны по всем осям, чтобы определить любые различия в прочности на разрыв.
https://youtu.be/_VbOSbOZG1Y?si=t4IW3qWJO4yXsQln
Результаты весьма интересны. Здесь мы видим сравнение PETG и PETG-CF по всем осям. Обратите внимание, что в каждом случае версия CF существенно слабее по прочности на разрыв.
Хотя это интуитивно понятно для оси Z, как объяснено выше, похоже, что это справедливо и для осей X, и для осей Y!
Сохраняется ли этот эффект на материале PLA-CF? Оказывается, результаты похожи:
Обратите внимание, что падение прочности у PLA не такое значительное, как у PETG, вероятно, из-за различий в способности PLA и PETG к связыванию полимеров.
Что все это значит?
Если ваше приложение зависит от прочности на разрыв, то нити CF, вероятно, не такой уж хороший выбор, как вы думали. Мы не знаем о других механических свойствах, так как этот тест был сосредоточен только на прочности на разрыв.
Это также показывает ненадежность маркетинга продукции CF. Неизбежно, эти материалы рекламируются как «прочные», но так ли это на самом деле? Возможно, некоторые свойства на самом деле прочнее, но, по крайней мере, в случае прочности на разрыв, это не так, согласно результатам этих испытаний.
В некоторых ситуациях вам, возможно, стоит пересмотреть использование материалов CF, особенно потому, что они обычно намного дороже простых нитей.
Похоже, что это расследование скоро перерастет в официальную научную работу, но она пока не опубликована.
Суть в том, что детали, изготовленные из нитей CF, могут оказаться не такими прочными, как вы могли подумать.
Также будет интересно:
Какие пластики для 3D-печати самые прочные?
Переработка частиц микропластика из шин с помощью 3D-печати
Сушим пластик для 3d принтера правильно
По всем вопросам по 3d печати, сканированию, изготовлению серийных деталей в Краснодаре можно связаться:
телеграм — https://t.me/fidller
почта — shope@fidller.com
все о кино тут — https://news.fidller.com
всё о 3d печати и 3d сканировании тут https://3dprint.fidller.com
наш магазин — https://fidller.com
мы в телеграм — https://t.me/fidller_com
группа 3д печати — https://vk.com/3d_krd_123
https://t.me/pechat3dkrd
https://rutube.ru/channel/23475108/
Александр
Latest posts by Александр (see all)
- Anycubic выпускает Kobra S1 Max Combo с увеличенным объёмом сборки и улучшенными возможностями обработки материалов - 07.11.2025
- Размышления о технологии OpenPrintTag компании Prusa Research, которая прекращает использование фирменных фиксаторов нити - 06.11.2025
- Волокна из сельскохозяйственных отходов повышают устойчивость 3D-печати бетона - 06.11.2025
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.