Tepelně odolné materiály: Průvodce pro začátečníky

„Tepelná odolnost“ označuje schopnost látky odolávat dlouhodobému vystavení vysokým teplotám.

Proč je tepelná odolnost důležitá?

Tepelně odolné materiály pro 3D tisk mají lepší mechanické vlastnosti, odolnost proti opotřebení a chemickou odolnost při vysokých teplotách než materiály bez tepelné odolnosti. Jsou také schopny si své vlastnosti při vysokých teplotách udržet déle, což vede ke spolehlivějším dílům.

Obecné použití žáruvzdorných materiálů

Jakákoli aplikace, která vyžaduje neustálé nebo dlouhodobé vystavení vysokým teplotám, představuje příležitost pro tepelně odolné materiály. Společnosti ve výrobním, leteckém a automobilovém průmyslu vyvíjejí a tisknou tepelně odolné díly, aby dosáhly lepšího výkonu za podmínek vysokého teplotního namáhání.

Například společnost Eventuri, která vyrábí sací systémy pro některé modely BMW a Audi, vytváří funkční prototypy s použitím tepelně odolných materiálů.

Řada kompozitních materiálů XSTRAND™ pro 3D tisk od společnosti BASF Forward AM se vyznačuje dobrou tepelnou odolností.

Co dalšího byste měli vědět?

• Vicatův bod měknutí. Také známá jako tvrdost podle Vicata. Teplota, při které materiály bez specifického bodu tání, jako jsou plasty, měknou. To je užitečné vědět při výběru správného žáruvzdorného materiálu pro konkrétní aplikaci.
• Bod tání. Teplota, při které se semikrystalický materiál stává tekoucí kapalinou.
• Teplota skelného přechodu (Tg). Teplota, při které látka, která nekrystalizuje nebo nemá čas krystalizovat, se stává pevnou a přechází do sklovitého stavu.
• Teplota tepelné deformace (HDT). Teplota, při které se látka začíná deformovat při daném zatížení. HDT je obzvláště zajímavá pro inženýry, protože poskytuje vhled do výkonnostních charakteristik tištěného dílu.
• Běžně používané základní materiály. Nylon, PC a CPE+ se často používají k výrobě tepelně odolných materiálů pro 3D tisk.
• Často používané přísady. Skleněná a uhlíková vlákna se často používají v aplikacích, kde je důležitá tuhost, teplotní tolerance nebo jiné mechanické vlastnosti. Přidávají se do základního materiálu, který nejlépe vyhovuje dané aplikaci.
• Řízené tiskové prostředí. Při tisku s tepelně odolnými materiály se doporučuje použít UltiMaker Air Manager, aby se během tiskového procesu dosáhlo kontrolovanějšího objemu tisku. To platí zejména pro amorfní materiály, kde je důležitost kontrolovaného objemu tisku ještě větší.

Tepelně odolné materiály, které se perfektně kombinují s 3D-tiskárny UltiMaker

Covestro Addigy®

Addigy ® F 1030 CF 10 je kopolymer PA 6/66 plněný uhlíkovými vlákny pro

3D tisk robustních konstrukčních dílů s vysokou rozměrovou stabilitou a bez deformace. Navzdory nízkému obsahu uhlíkových vláken 10 % – mnohem nižšímu než u většiny materiálů plněných uhlíkem – Addigy ® F 1030 CF 10 produkuje pevnější, tužší a odolnější díly s vyšší pevností v tahu a modulem pružnosti.

Vynikající mechanické vlastnosti a hladký vzhled materiálu ho činí ideálním pro širokou škálu složitých konstrukčních aplikací vyžadujících spolehlivý výkon, a to i při zvýšených teplotách.

Díl vytištěný s použitím tepelně odolného materiálu DSM Novamid® ID1030 CF10 od společnosti DSM Additive Manufacturing

Skupina společností LEHVOSS

LUVOCOM 3F PAHT® CF 9891 BK je vysokoteplotní materiál na bázi polyamidu vyztužený uhlíkovými vlákny. Poskytuje vysokou pevnost, tuhost a minimální absorpci vody.

LUVOCOM® 3F PET CF 9780 BK je nejsnadněji tisknutelný PET materiál plněný uhlíkovými vlákny s vynikajícími mechanickými vlastnostmi včetně vysoké pevnosti Z-vrstvy.

„V 3D tisku nelze materiály PLA, ABS a PET-G používat při teplotách nad 60 °C – nebo dokonce nižších.“ , říká Thomas Colle, vedoucí oddělení materiálů pro 3D tisk ve skupině LEHVOSS.

Část potištěná tepelně odolným materiálem LUVOCOM 3 F PAHT® CF 9891 BK od LEHVOSS Skupina

BASF

BASF Ultrafuse® PAHT CF 15 kombinuje vysokou tepelnou a chemickou odolnost s extrémními mechanickými vlastnostmi a zároveň poskytuje snadný tisk a vysokou rozměrovou stabilitu.

„15% obsah uhlíkových vláken zajišťuje tuhost a pevnost součástí a zároveň přispívá ke zvýšené tepelné odolnosti, což z této vlákna činí ideální konstrukční materiál.“ „uvedl Roger Silbing, vedoucí prodeje řešení pro aditivní extruzi ve společnosti BASF.

Část potištěná tepelně odolným materiálem BASF Ultrafuse PAHT CF15

BCN 3 D

BCN 3 D PAHT CF 15 je polyamid vyztužený uhlíkovými vlákny pro vysoké teploty, který se vyznačuje vysokou teplotní a chemickou odolností a extrémními mechanickými vlastnostmi.

Část potištěná s použitím vysokoteplotního materiálu BCN3D PAHT CF15

BCN 3 D PP GF30 (polypropylen s 30 % skelných vláken) je kompozitní nit plněná skelnými vlákny pro výrobu chemicky odolných, lehkých a rozměrově stálých dílů. Jedno z nejpoužívanějších plniv v automobilovém průmyslu, vyznačující se dlouhou životností a schopností odolávat všem povětrnostním podmínkám.

Jabil

Jabil PA 4035 CF je kopolymer uhlíkových vláken PA12, který poskytuje větší tuhost, pevnost a houževnatost než podobné produkty na trhu. Vysoké zatížení uhlíkovými vlákny zajišťuje vynikající pevnost v tahu a modul, zatímco podkladová vrstva PA12 podporuje relativně vysokou tažnost a snadnou manipulaci.

„Tepelně odolné materiály získávají na popularitě, zejména pokud jde o výrobu kritických výrobních pomůcek, jako jsou upínací přípravky, přípravky a nástroje, kde teplotní požadavky překračují požadavky typických materiálů pro aditivní výrobu,“ „řekl Matt Torossian, ředitel produktového managementu ve společnosti Jabil. “Ulti” Společnosti Maker a Jabil Additive vyvíjejí technické materiály pro podporu aplikací vyžadujících vyšší teplotní odolnost k výrobě pevných a odolných dílů se zvýšenou složitostí a funkčností – mnohem rychleji a za mnohem nižší náklady než u tradičních výrobních metod.“