Welk 3D-printmateriaal kiezen afhankelijk van de mate van belastbaarheid van het onderdeel?
Bij het kiezen van een materiaal voor de fabricage van een onderdeel met behulp van industriële 3D-printen gaat het niet alleen om het zoeken naar het materiaal dat «sterker» is. Een onderdeel kan worden onderworpen aan trekkracht, buigkracht, impact, temperatuur, slijtage of herhaalde vervormingen, en elke van deze omstandigheden vereist andere eigenschappen. Daarom hangt het juiste materiaal af van de kenmerken van het onderdeel en de werkelijke omstandigheden waarin het zal worden gebruikt. In Additium3de analyseren we deze factoren voordat we een fabricagemethode definiëren. De 3D-printtechnologie, het materiaal, de geometrie van het onderdeel en de gebruiksomstandigheden moeten samen worden overwogen om een functioneel component te verkrijgen dat geschikt is voor de toepassing. In dit artikel bespreken we welke eigenschappen het beste moeten worden gerespecteerd afhankelijk van de soort belasting die een industriële onderdelen moet weerstaan en welke materialen in elk geval geschikt zijn. Wat moet er rekening mee worden gehouden voordat u een materiaal kiest? Voordat u een 3D-printmateriaal selecteert, is het verstandig na te denken over hoe het onderdeel daadwerkelijk zal worden gemaakt. Het is niet hetzelfde om een behuizing te fabriceren als een structurele onderdelen, een geleider, een bescherming, een aansluiting of een component die onder hoge temperaturen moet werken. Onder de factoren die de keuze kunnen beïnvloeden, vallen: Daarom is er geen enkel 3D-printmateriaal dat het beste is voor alle toepassingen. De keuze moet worden gebaseerd op de specifieke vereisten van het onderdeel. Welke 3D-printmaterialen zijn het meest duurzaam? Dit is een van de meest gestelde vragen wanneer men een industriële onderdelen moet produceren met behulp van additieve fabricatie. Echter, het eenvoudigweg praten over «duurzaamheid» kan te algemeen zijn. Een onderdeel kan mechanische sterkte, stijfheid, slagvastheid of het vermogen om hoge temperaturen te weerstaan nodig hebben. Bovendien is het uiteindelijke gedrag ook afhankelijk van de geometrie, de productieomstandigheden en de gebruikte technologie. Van de technologieën en materialen die wij bij Additium3D gebruiken, kunnen PAHT CF, Nylon 12 CF, PA12 S en ABS GF voldoen aan verschillende vereisten voor functionele onderdelen en industriële toepassingen. De keuze hangt af van het soort belasting dat het onderdeel moet weerstaan. Als het onderdeel onderworpen is aan mechanische belastingen Wanneer een onderdeel tijdens zijn gebruik belastingen moet verdragen, is het belangrijk om eigenschappen zoals mechanische sterkte, stijfheid en dimensionale stabiliteit te evalueren. In deze gevallen kunnen technische materialen zoals PAHT CF bijzonder interessant zijn: PAHT CF CF Het is bedoeld voor onderdelen die een hoge mechanische sterkte, stijfheid, dimensionale stabiliteit en een goede prestatie bij hoge temperaturen vereisen. Het kan een goede optie zijn voor functionele componenten die onder zware belasting staan. Nylon 12 CF. Het Nylon 12 CF is voorzien van koolstofvezel en is bedoeld voor toepassingen die een technisch materiaal vereisen met goede mechanische prestaties. Het kan worden gebruikt om functionele onderdelen te vervaardigen waarbij zowel weerstand en stijfheid worden gecombineerd met de voordelen van additieve fabricatie. ABS GF. ABS GF, versterkt met glasvezel, is een alternatief voor bepaalde onderdelen die met FDM worden geproduceerd en waar betere mechanische prestaties nodig zijn dan bij een standaard thermoplastisch materiaal. De keuze hiervoor hangt af van de specifieke vereisten van de toepassing en het fabricageproces. Als de onderdeling bij hoge temperaturen moet worden gebruikt De werkingstemperatuur is een andere factor die bepaalde materialen kan uitsluiten. Een onderdeel kan bij een warmtebron moeten werken, onderhevig zijn aan thermische cycli of zijn geometrie en prestaties moeten behouden blijven bij een toename van de temperatuur. In deze gevallen is het niet voldoende om een mechanisch sterk materiaal te selecteren: het thermische gedrag ervan moet specifiek worden beoordeeld. PAHT CF voor thermisch veeleisende toepassingen Daarom kan het een interessante optie zijn voor bepaalde industriële componenten die tegelijkertijd onder mechanische belastingen en thermische eisen staan. Als het onderdeel wordt onderworpen aan impact Wanneer er risico bestaat op stoten of puntbelastingen, is het interessant om de capaciteit van het materiaal te beoordelen om impact te absorberen zonder te breken. In deze toepassingen kan de weerstand tegen impact belangrijker zijn dan het bereiken van maximale stijfheid. De keuze hangt af van de intensiteit en frequentie van de impact, de geometrie en de gebruiksomstandigheden van het onderdeel. PA12 S, bijvoorbeeld, is een materiaal dat wordt gebruikt in industriële additieve productie voor functionele onderdelen en kan geschikt zijn voor veel toepassingen waarbij een evenwicht wordt gezocht tussen mechanische prestaties, precisie en de prestaties van het onderdeel. Als het onderdeel wordt blootgesteld aan slijtage of wrijving: Niet alle industriële onderdelen kunnen grote statische belastingen aan. Sommige werken continu in beweging en zijn continu in contact met elkaar, wrijving of slijtage. In deze gevallen is het raadzaam om na te gaan: Het materiaal moet worden gekozen op basis van hoe het slijtage optreedt, niet alleen op basis van de oorspronkelijke mechanische sterkte. Voor bepaalde functionele onderdelen van dit type kunnen technische materialen zoals PA12 S, Nylon 12 CF of ABS GF worden gebruikt, altijd afhankelijk van de specifieke werkomstandigheden. Als het onderdeel flexibel moet zijn: Er zijn toepassingen waarbij stijfheid juist een probleem is. Bij samenstellingen, beschermingen, dempingselementen of componenten die moeten vervormen, is materiaal nodig dat deze vervorming kan aan. TPU: wanneer de onderdelen moeten vervormen Het TPU is een flexibele en duurzame thermoplastische polyurethaansoort die het mogelijk maakt om onderdelen met elasticiteit en vervormbaarheid te vervaardigen. In FDM-printen kan het worden gebruikt om functionele componenten te fabriceren die nodig hebben: In dit geval heeft het zoeken naar het «sterkste materiaal» geen zin: de eigenschap die de toepassing definieert is juist de flexibiliteit. Als stabiliteit in bepaalde industriële toepassingen de hoogste prioriteit heeft Een onderdeel moet niet alleen een belasting kunnen verdragen: het moet ook tijdens gebruik zijn geometrie en afmetingen behouden. Dit kan vooral belangrijk zijn bij: In deze gevallen moet het materiaal, de fabricage-technologie en de geometrie gezamenlijk worden beoordeeld. Technologieën zoals MJF en SLS maken het mogelijk om complexe functionele onderdelen te fabriceren van materialen zoals PA12 S, Nylon 12 of Nylon 12 CF, terwijl FDM een geschikte alternatief kan zijn.
