3 डी प्रिंटिंग में कार्बन फाइबर: जहां एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग उच्च प्रदर्शन वाले कंपोजिट्स से मिलता है

वर्षों से, कार्बन फाइबर और 3 डी प्रिंटिंग अलग-अलग दुनियाओं में रहते थे। कंपोजिट्स ऑटोक्लेव, मोल्ड्स और कुशल लैमिनेटर्स से संबंधित थे। योजक विनिर्माण प्रोटोटाइप, ब्रैकेट और प्लास्टिक से संबंधित था जो सस्ते लेकिन कमजोर थे। यह अलगाव चला गया। 3 डी प्रिंटिंग में कार्बन फाइबर अब एक वास्तविक उत्पादन मार्ग है, और इसने चुपचाप बदल दिया है कि एक प्रिंटर क्या बना सकता है।

कारण सरल है। मुद्रण ज्यामिति की स्वतंत्रता देता है, जबकि कार्बन फाइबर कठोरता और ताकत देता है। दोनों को एक साथ रखें और आपको ऐसे हिस्से मिलते हैं जो हल्के, कठोर और आकार के तरीकों से हैं जिन्हें मोल्डिंग आसानी से कॉपी नह उन उद्योगों के लिए जिन्हें कम से मध्यम मात्रा में कस्टम संरचनाओं की आवश्यकता होती है, इस संयोजन को अनदेखा करना मुश

इस लेख में बताया गया है कि कैसे कार्बन फाइबर का उपयोग योजक विनिर्माण में किया जाता है, कौन से सामग्री रूप सबसे अच्छा काम करते हैं, मुद्रण विध

1. क्यों योजक विनिर्माण एक कठोर सामग्री की आवश्यकता

पीएलए, पीईटीजी और एबीएस जैसे मानक मुद्रण फिलामेंट सुविधाजनक हैं, लेकिन उनकी यांत्रिक सीमाएं तेजी से दिखाई देती ह एक मुद्रित ब्रैकेट फ्लेक्स। एक मुद्रित जिग भार के तहत बहती है। एक मुद्रित आवास गर्म परिस्थितियों में रेंगता है। इंजीनियर जल्दी से उस बिंदु पर पहुंचते हैं जहां अकेले ज्यामिति नरम सामग्री की क्षतिपूर्ति नहीं कर सकती ह

1.1 प्लास्टिक के भागों में कठोरता अंतराल

आम मुद्रण प्लास्टिक के लिए तन्यता मॉड्यूलस अक्सर 2 और 3.5 जीपीए के बीच एक कम सीमा में बैठता है। एल्यूमीनियम लगभग 70 GPa है। यह अंतर बताता है कि मुद्रित प्लास्टिक के भाग लचीले क्यों महसूस करते हैं और उन्हें संरचनात्मक कर्तव्य के लिए शायद ह कार्बन फाइबर जोड़ना प्लास्टिक को धातु में नहीं बदलता है, लेकिन यह कई बार कठोरता बढ़ा सकता है और एक ही समय में थर्मल विस्तार को काट सकता

1.2 कार्बन फाइबर वास्तव में क्या बदलता है

कटा या निरंतर कार्बन फाइबर सुदृढीकरण एक साथ तीन चीजों में सुधार करता है: कठोरता, आयामी स्थिरता और ताकत। भाग भार के तहत अपना आकार बेहतर रखते हैं, गर्म होने पर कम विकृत होते हैं, और लंबे समय तक विरूपण का विरोध करते हैं। व्यापार-बंद यह है कि सामग्री अधिक घर्षण, अधिक महंगा, और प्रिंट करने के लिए कम क्षमाशील हो जाती है, यही कारण है कि प्रक्रिया नियंत्रण

2. कार्बन फाइबर 3 डी प्रिंटिंग के लिए मुख्य मार्ग

कार्बन फाइबर कंपोजिट्स को प्रिंट करने का कोई एकल तरीका नहीं है। चार दृष्टिकोण आज अधिकांश औद्योगिक और कार्यशाला उपयोग को कवर करते हैं, और प्रत्येक लागत, ताकत और जटिलता के एक अलग संतुलन को फिट

2.1 लघु फाइबर प्रबलित फिलामेंट प्रिंटिंग

यह सबसे सुलभ मार्ग है। कटा कार्बन फाइबर को थर्मोप्लास्टिक गोली में मिश्रित किया जाता है, फिर एफडीएम प्रिंटरों के लिए फिलामेंट में बा इस तरह से बने हुए भाग गैर-मजबूत प्लास्टिक की तुलना में कठोर और अधिक स्थिर हैं, और उपकरण की आवश्यकता मामूली है।

सीमा फाइबर लंबाई और अभिविन्यास है। फाइबर छोटे और यादृच्छिक रूप से वितरित होते हैं, इसलिए सुदृढीकरण समान लेकिन मध्यम होता है। यह मार्ग प्राथमिक संरचनात्मक सदस्यों के बजाय फिक्स्चर, जिग, आवास और कार्यात्मक प्रोटोटाइप के अनुरूप है।

2.2 निरंतर फाइबर मुद्रण

निरंतर फाइबर प्रिंटिंग थर्मोप्लास्टिक के साथ एक सूखे कार्बन फाइबर टो या एक पूर्व-अभिषेकित स्ट्रैंड को खिलाती है, लंबे फाइबरों क परिणाम एक भरे प्लास्टिक के बजाय एक वास्तविक मिश्रित संरचना है।

लघु फाइबर प्रिंटिंग की तुलना में ताकत और कठोरता नाटकीय रूप से कूद जाती है, क्योंकि फाइबर लगातार भार ले जाता है। डिजाइनर फाइबर को एक झुकने वाले अक्ष या एक छेद के आसपास संरेखित कर सकते हैं, जो वह जगह है जहां मुद्रित भाग आमतौर पर विफल यह विधि धीमी है और समर्पित हार्डवेयर की आवश्यकता होती है, लेकिन संरचनात्मक ब्रैकेट और लोड-बेयरिंग फ्रेम के लिए यह अक्सर एकमा

2.3 गोली और बड़े प्रारूप एक्सट्रूज़न

गोली आधारित प्रिंटर फिलामेंट को पूरी तरह से छोड़ते हैं और सीधे गोलियों से कार्बन फाइबर सुदृढ़ थर्मोप्लास्टि सामग्री लागत गिर जाती है, जमा दर बढ़ती है, और भाग का आकार बढ़ता है। इस श्रेणी में बड़े प्रारूप की मशीनें मोल्ड, टूलिंग और ओवरसाइज़ संरचनाओं का उत्पादन करती हैं जो फिलामेंट के साथ प्रिंट करना अव

2.4 पारंपरिक लेअप के साथ संयुक्त कंपोजिट प्रिंटिंग

एक हाइब्रिड दृष्टिकोण कार्बन फाइबर सुदृढ़ कोर या आंतरिक कंकाल को मुद्रित करता है, फिर हाथ से या वैक्यूम इन्फ्यूजन द्वारा क यह क्लासिक मिश्रित कार्य के उच्च फाइबर मात्रा अंश के साथ मुद्रण की ज्यामितीय स्वतंत्रता को जोड़ता है। यह टूलिंग, प्रोटोटाइप और कम मात्र

3. सामग्री फॉर्म जो प्रक्रिया को फ़ीड करते हैं

मुद्रित मिश्रित गुणवत्ता इनपुट सामग्री पर बहुत निर्भर करती है। विभिन्न फाइबर रूप विभिन्न मुद्रण रणनीतियों की सेवा करते हैं, और उन्हें समझने से खरीदार सही ग्रेड निर्दिष्ट करने में

3.1 कटा और मिल्ड कार्बन फाइबर

कटा कार्बन फाइबर और मिल्ड ग्रेड फिलामेंट और गोली उत्पादन के कार्यशाला हैं। फाइबर लंबाई काटने के दौरान नियंत्रित की जाती है, और यह सीधे कठोरता, प्रवाह व्यवहार और सतह खत्म को प्रभावित करता ह छोटे फाइबर आसानी से प्रिंट करते हैं, जबकि लंबे फाइबर बेहतर मजबूत करते हैं।

3.2 निरंतर टो और प्रीप्रेग स्ट्रैंड्स

निरंतर फाइबर प्रिंटिंग कार्बन फाइबर टो पर निर्भर करती है, कभी-कभी राल के साथ पूर्व-अभिषेकित होती है। फिलामेंट गिनती और आकार संगतता जैसे टो विनिर्देश निर्धारित करते हैं कि थर्मोप्लास्टिक मैट्रिक्स से फाइबर कितनी अच्छी तरह से बंधता है। एक टो का चयन करना जिसका आका

3.3 एक ही निर्माण में समर्थन सामग्री

कंपोजिट भाग शायद ही कभी एक सामग्री होते हैं। अरामिड फाइबर और पूर्व-ऑक्सीकृत फाइबर उत्पाद, जिसमें ऑक्सीकृत फाइबर यार्न और ऑक्सीकृत फाइबर महसूस किया गया है, मुद्रित विधानसभाओं में दिख उदाहरण के लिए, एक मुद्रित ड्रोन फ्रेम, प्रभावित क्षेत्रों के लिए कठोरता और अरामिड के लिए कार्बन फाइबर का उपयोग कर सकत

4. जहां मुद्रित कार्बन फाइबर पार्ट्स पहले से ही काम कर रहे हैं

प्रौद्योगिकी ने पिछले प्रदर्शन के टुकड़ों को स्थानांतरित किया है। ये अनुप्रयोग आज नियमित रूप से उपयोग में हैं।

4.1 टूलिंग, जिग और फिक्स्चर

विनिर्माण इंजीनियर ड्रिल जिग, संरेखण फिक्स्चर, जांच गेज और असेंबली एड्स के लिए मुद्रित कार्बन फाइबर का उपयोग करते हैं। ये भाग अक्सर एक बार या कम मात्रा में होते हैं, और मुद्रण मोल्ड लागत और नेतृत्व समय दोनों को हटा देता है। प्रबलित सामग्री की कठोरता बार-बार उपयोग के माध्यम से स्थिरता को सटीक रखती है।

4.2 एयरोस्पेस और मानव रहित प्रणाली

मानव रहित हवाई वाहन, ड्रोन फ्रेम और छोटे उपग्रह घटक मुद्रित कार्बन फाइबर से लाभान्वित होते हैं क्योंकि प्रत्येक डि मुद्रण टीमों को टूलिंग के लिए इंतजार करने के बजाय दिनों में एक नए फ्रेम का परीक्षण करने की अनुमति देता है। वजन की बचत सीधे उड़ान समय और पेलोड क्षमता में अनुवादित होती है।

4.3 चिकित्सा उपकरण और प्रोस्थेटिक्स

कस्टम ज्यामिति चिकित्सा कार्य में सामान्य है। मुद्रित कार्बन फाइबर का उपयोग ऑर्थोटिक खोलों, प्रोस्थेटिक घटकों, पोजीशनिंग फ्रेमों और इमेजिंग सा यहां तक कि जहां एक मुद्रित भाग को बाद में एक ढाला उत्पादन संस्करण द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, मुद्रण स्कैन से फ

4.4 औद्योगिक और ऑटोमोटिव विकास

ऑटोमोटिव टीमें कार्बन फाइबर सुदृढ़ टूलिंग, एंड-ऑफ-आर्म ग्रिपर और प्रोटोटाइप संरचनात्मक भागों को प्रिंट करती रेसिंग और मोटरस्पोर्ट कार्यक्रम वायुगतिकी परीक्षण टुकड़ों और आंतरिक ब्रैकेट के लिए मुद्रित मिश्रित पर नि औद्योगिक सेटिंग्स में, मुद्रित कार्बन फाइबर रोबोट अंत प्रभावक चलते द्रव्यमान को कम करते हैं, जो चक्र समय और सटीकता में स

4.5 ऊर्जा, समुद्री और खेल अनुप्रयोग

पवन ऊर्जा टीम मिश्रित उपकरण और ब्लेड सम्मिलन प्रिंट करती हैं। समुद्री निर्माता मोल्ड और फिटिंग प्रिंट करते हैं जो नमकीन पानी का विरोध करते हैं। खेल उपकरण डेवलपर्स प्रोटोटाइप बाइक घटक, पैडल ब्लेड और सुरक्षात्मक गियर खोल प्रिंट करते हैं। हर मामले में तर्क एक ही है: कस्टम ज्यामिति, मामूली मात्राएं, और वजन के बिना कठोरता की आवश्यकता।

5. डिजाइन नियम जो मुद्रित कंपोजिट्स का पालन करते हैं

मुद्रित कार्बन फाइबर के लिए डिजाइन करना मोल्ड किए गए मिश्रित या सादे प्लास्टिक मुद्रण के लिए डिजाइन करने के समा कुछ सिद्धांत तय करते हैं कि कोई भाग प्रदर्शन करता है या विफल होता है।

5.1 लोड पथ पहले आता है

निरंतर फाइबर के साथ, डिजाइनर फाइबर दिशा को नियंत्रित करता है, इसलिए ज्यामिति को अंतिम रूप देने से पहले लोड पथ पर फाइबर को भाग की तनाव दिशा का पालन करना चाहिए। एक अभिविन्यास में मजबूत एक ब्रैकेट दूसरे में कमजोर हो सकता है, और प्रिंटर उस एनिसोट्रॉपी को ठीक उसी तरह डिज़ाइन किया गया है।

5.2 परत अभिविन्यास और एनिसोट्रोपी

मुद्रित भाग परतों के बीच सबसे कमजोर होते हैं। कोई भी डिजाइन जो परत की सीमाओं के पार मुख्य भार डालता है, डिलेमिनेशन को आमंत्रित करता है। निर्माण अभिविन्यास को घुमाना या महत्वपूर्ण क्षेत्र के चारों ओर निरंतर फाइबर लूप जोड़ना आमतौर पर इसे हल करता है, और इस विचार को पहली विफलत

5.3 दीवार मोटाई और फाइबर सामग्री

मोटी दीवारें और उच्च फाइबर सामग्री दोनों कठोरता बढ़ाती हैं, लेकिन वे प्रिंट समय और खालियों के जोखिम को भी बढ़ाते हैं। प्रत्येक प्रिंटर और सामग

5.4 नोजल पहनने और प्रक्रिया नियंत्रण

कार्बन फाइबर घर्षण है। मानक पीतल नोजल जल्दी से पहनते हैं, और कठोर स्टील या कार्बाइड घटक मानदंड हैं। प्रिंट तापमान, प्रवाह दर और शीतलन को प्रबलित सामग

6. पारंपरिक मिश्रित विनिर्माण के साथ मुद्रित मिश्रित की तुलना

प्रिंटिंग ने लेअप, इन्फ्यूजन या पल्ट्रूशन को प्रतिस्थापित नहीं किया है। यह एक अलग स्थिति पर कब्जा करता है, और विकल्प आमतौर पर मात्रा और ज्यामिति पर आता है।

6.1 जहां मुद्रण जीतता है

मुद्रण तब जीतता है जब ज्यामिति जटिल होती है, मात्रा कम होती है, डिजाइन में परिवर्तन अक्सर होते हैं, या भाग को बस ढाला नहीं कोई टूलिंग लागत, तेजी से पुनरावृत्ति और चैनल, बॉस और जाली संरचनाएं जैसी एकीकृत विशेषताएं वास्तविक लाभ हैं जो पारंपरिक विधिय

6.2 जहां पारंपरिक कंपोजिट अभी भी नेतृत्व करते हैं

पारंपरिक तरीके अभी भी हावी हैं जहां फाइबर वॉल्यूम अंश उच्च होना चाहिए, जहां ऑटोक्लेव गुणवत्ता की आवश्यकता होती है, या जहां बड़ी निरंतर संरचना पुल्ट्रूड कार्बन फाइबर प्रोफाइल और प्रेस-क्यूर्ड प्रीप्रेग पार्ट्स भी स्थिरता प्रदान करते हैं कि प्रिंटिंग अभी तक

6.3 एक ही कार्यक्रम में दोनों का उपयोग करना

सबसे व्यावहारिक रणनीति अक्सर संयुक्त होती है। टीमें पारंपरिक मिश्रित भागों का उत्पादन करने के लिए कार्बन फाइबर टूलिंग प्रिंट करती हैं, परीक्षण के लिए प्रोटोटाइप संरचनाओं को प्र प्रत्येक तरीका वह करता है जो सबसे अच्छा है।

7. मुद्रित कार्बन फाइबर निर्दिष्ट करने से पहले खरीदारों से क्या पूछना चाहिए

मुद्रित मिश्रित भागों या उन्हें खिलाने वाली सामग्री की खरीद करने के लिए किसी भी मिश्रित सोर्सिंग निर्णय क

7.1 फाइबर फॉर्म और ग्रेड

पूछें कि क्या भाग कटा फाइबर, मिल्ड फाइबर, या निरंतर टो का उपयोग करता है। उत्तर किसी भी अन्य कारक की तुलना में अधिक प्राप्त कठोरता को निर्धारित करता है। नाममात्र फाइबर सामग्री और आधार बहुलक का अनुरोध करें, क्योंकि दोनों प्रदर्शन और कीमत को प्रभावित करते हैं।

7.2 यांत्रिक डेटा और परीक्षण विधि

मुद्रित मिश्रित एनिसोट्रोपिक हैं, इसलिए एक एकल तन्यता संख्या पर्याप्त नहीं है। कई दिशाओं में डेटा की तलाश करें और, जहां प्रासंगिक हो, इंटरलैमिनर गुण। मुद्रित मिश्रित को समझने वाले आपूर्तिकर्ता एक सामान्य सामग्री शीट के बजाय अभिविन्यास-जागरूक डे

7.3 बैचों के बीच स्थिरता

फाइबर लंबाई वितरण, आकार और नमी सामग्री सभी मुद्रण योग्यता को प्रभावित करती हैं। बैच-टू-बैच स्थिरता मुद्रण में कई अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में अधिक महत्व रखती है, क्योंकि छोटे परिवर्तन सीधे तैयार भाग में

7.4 समर्थन और आवेदन सलाह

सामग्री और प्रक्रिया बातचीत करती हैं। एक आपूर्तिकर्ता जो फाइबर फॉर्म, आकार संगतता और प्रिंट पैरामीटर पर सलाह दे सकता है, विकास चक्र को काफी कम करता है, विशेष रूप से मिश्र

8. आउटलुक: मुद्रित मिश्रित एक मानक विकल्प बन रहे हैं

यात्रा की दिशा स्पष्ट है। प्रिंटर हार्डवेयर तेजी से और बड़ा हो रहा है, निरंतर फाइबर सिस्टम अधिक सक्षम हो रहे हैं, और सामग्री आपूर्तिकर्ता प्रबलित ग्रेड की एक जैसे-जैसे ये सुधार करते हैं, मुद्रित कार्बन फाइबर प्रोटोटाइप दुकानों से भागों की बढ़ती सूची के लिए नियमित उत

मिश्रित उद्योग के लिए, यह प्रतिस्पर्धी के बजाय योजक है। योजक विनिर्माण कार्बन फाइबर उत्पादों के लिए एक नया मार्ग खोलता है, एक जहां फाइबर को तैयार संरचना बनने के लिए मोल्ड की आवश् यह बाजार को विभाजित करने के बजाय बढ़ाता है।

शंघाई टैंचेन न्यू मटेरियल टेक्नोलॉजी कार्बन फाइबर और अरामिड सामग्री को उन रूपों में आपूर्ति करती है जो पारंपरिक मिश्रित विनिर्माण और मुद्रित मिश्रित विकास दोनों के अनुरूप हैं, जिनम कार्बन फाइबर 3 डी प्रिंटिंग, कंपोजिट टूलिंग, या मुद्रित संरचनात्मक भागों पर काम करने वाली टीमों का सामग्री चयन और उद्धरण समर्

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3D प्रिंटिंग में कार्बन फाइबर: कैसे एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग कंपोजिट पार्ट्स को फिर से आकार दे रहा है