9 wissenswerte Dinge über 3D-Druck mit Kohlefaser
Die Materialeigenschaften von Verbundmaterialien aus Kohlefaser in Bezug auf Festigkeit, Steifigkeit, Temperaturbeständigkeit und Langlebigkeit haben sich im Rahmen des 3D-Drucks weiterentwickelt. Im Vergleich zu Standardthermoplasten bieten Sie Herstellern bei anspruchsvolleren 3D-Druckanwendungen einen klaren Leistungsvorteil.
Faserverstärkte Werkstoffe werden durch Zugabe von geschnittenen oder endlosen Fasern zu einem Basispolymer hergestellt, um dessen Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen. Dabei können die Fasern aus unterschiedlichen Materialien bestehen, z. B. aus Kohlefaser, Glasfaser oder Kevlar. Zudem können sie nach Belieben ausgerichtet werden, um eine maximale Festigkeit in eine bestimmte Richtung zu gewährleisten. Aus dem daraus entstehenden Verbundmaterial gefertigte Teile sind stärker, haltbarer als solche aus nicht verstärktem Material.
Doch warum ist Einsatz von Kohlefasern im 3D-Druck so attraktiv? Diese Materialien weisen gleich mehrere positive Eigenschaften auf. Hier stellen wir Ihnen 9 wissenswerte Dinge über 3D-Druck mit Kohlefaser vor. Diese sind zu beachten, wenn die 3D-Druckanwendungen für Teile mit erhöhten Materialeigenschaften eingesetzt werden sollen.
- Festigkeit: Kohlefaser ist eines der robustesten auf dem Markt erhältlichen Materialien. In Kombination mit einem Basispolymer können damit festere oder steifere Teile als aus nicht verstärkten Materialien hergestellt werden.
- Leichtigkeit: FDM-Material aus Kohlefaser stellen eine leichtere Alternative zu Metall dar und eignen sich daher ideal für die Fertigung von Teilen, die fest und trotzdem auch leicht sein müssen.
- Haltbarkeit: Je nach dem verwendeten Basispolymer bieten faserverstärkte Thermoplaste eine hohe Haltbarkeit und halten auch bei hohen Temperaturen und in rauen Umgebungen stand.
- Steifigkeit: Kohlefaser weisen eine hohe Steifigkeit auf. Dadurch eignen sie sich besonders gut für die Herstellung von starren, formstabilen Teilen, die sich nicht durchbiegen dürfen.
- Chemische Beständigkeit: Faserverstärkte Materialien bieten auch chemische Beständigkeit, die allerdings je nach Basispolymer unterschiedlich ausfallen kann.
- Entwurfsfreiheit: Mit kohlefaserverstärkten FDM-Kunststoffen können feste Teile mit komplexen Geometrien und Formen gefertigt werden. Diese könnten mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer oder gegebenenfalls gar nicht hergestellt werden.
- Geringere Kosten: Die Fertigung in 3D-Druck mit Verbundmaterialien ist bei Fertigung in kleinen Fertigungsläufen gegebenenfalls kostengünstiger als mit herkömmlichen Herstellungsmethoden.
- Weniger Abfall: Beim 3D-Druck mit Kohlefaser wird Abfall reduziert, da nur das für die Herstellung eines Teils benötigte Material zum Einsatz kommt.
- Mehr Effizienz: Mit Verbundmaterialien arbeiten Sie möglicherweise aufgrund des geringeren Zeit- und Arbeitsaufwands bei der Fertigung eines Teils im Vergleich zur Zerspanungstechnik oder zum Spritzgussverfahren effizienter.
Stratasys bietet derzeit drei FDM-Verbundthermoplaste an:
- ABS-CF10 – Kohlefaser in Kombination mit einem ABS-Basispolymer
- Nylon CF10 – Mit Kurzschnitt-Kohlefasern versetztes Nylon-Basispolymer
- Nylon 12CF – Basispolymer Nylon 12 in Kombination mit 30 % Gewicht aus Kurzschnitt-Kohlefasern
Mehr über Kohlefaser im 3D-Druck und die Möglichkeiten von Kohlefaser-Thermoplasten
erfahren Sie auf der Website der Druckerserie F123CR.
