Miért fontos a hőállóság?

A "hőmérséklet-ellenállás" az anyag azon képességére utal, mely körülmények között tulajdonságai változatlan maradnak.

A hőálló 3D nyomtatási alapanyagok magas hőmérsékletű körülmények között is megőrzik mechanikai teljesítményüket, kopásállós-, és vegyszerállóságukat, ami megbízhatóbb alkatrészeket eredményez, mely garantálja az üzemszerű hosszútávú használatukat.

Forrás: Ultimaker.com

Hőálló anyagok általános felhasználása

Minden olyan alkalmazás, amely állandó vagy hosszan tartó magas hőmérsékletnek van kitéve, szüség van hőmérsékletnek ellenálló alapanyagokra. A gyártó-, repülőgép- és autóiparban tevékenykedő vállalatok hőálló alkatrészeket terveznek és nyomtatnak, hogy nagyobb teljesítményt érjenek el magas hőmérsékletű környezetben. 

3D nyomtatás a szerszámozási költségeket elkerülve lehetővé teszi az egyedi és kis szériás, speciális körülményeknek ellenálló alkatrészek előállítását. 

Például az Eventuri vállalkozás egyes BMW és Audi modellekhez autó-szívórendszereket gyárt, hőálló anyagok felhasználásával készít funkcionális prototípusokat.

Az Owens Corning vállalkozása az üvegszálas kompozitok, tetőfedő- és szigetelőanyagok világelső vállalata az XSTRAND™ kompozit anyagok termékcsaládját használja hőmérsékletálló alkatrészek előállításához.

Mit érdemes tudni a hőálló alapanyagok tulajdonságairól?

• Vicat lágyulási hőmérséklet. Vicat-keménységnek is nevezik. Az a hőmérséklet, amelyen a meghatározott olvadásponttal nem rendelkező anyagok, például a műanyagok, meglágyulnak. Ezt hasznos tudni, amikor az adott alkalmazáshoz megfelelő hőmérsékletálló anyagot választunk.
• Olvadási hőmérséklet. Az a hőmérséklet, amelyen a félkristályos anyag folyó folyadékká alakul.
• Üvegesedési hőmérséklet (Tg). Az a hőmérséklet, amelyen az amorf (nem kristályos) anyag szilárdból folyékonyvá változik.
  
• Hőelhajlási hőmérséklet (HDT). Az a hőmérséklet, amelyen az anyag deformálódni kezd bizonyos terhelés mellett. A HDT különösen érdekes a mérnökök számára, mivel betekintést nyújt egy 3D nyomtatott alkatrész teljesítményébe.
  
• Általánosan használt alapanyagok. A nylont, a PC-t és a CPE+-t gyakran használják hőálló 3D nyomtatási anyagok készítésére.
  
• Általánosan használt adalékanyagok. Az üveget és a szénszálat gyakran használják olyan alkalmazásokban, ahol a merevség, a hőmérséklet-elhajlás vagy más mechanikai tulajdonságok fontosak. Adalékanyagokat olyan alapanyaghoz adják hozzá, amely a legjobban illeszkedik az általános alkalmazáshoz.
  
• Ellenőrzött nyomtatási környezet. Hőmérsékletálló anyagokkal történő nyomtatás esetén az Ultimaker S5 Air Manager használata és zárt terű nyomtató javasolt, hogy a nyomtatás jobban szabályozható-, és az állandó környezeti hőmérséklet biztosítva legyen. Ez különösen igaz az amorf anyagokra, amelyeknél fontos az üvegesedési hőmérséklet miatt a nyomtatási környezet hőmérsékletének állandósága, ami növeli a szabályozható gyártási térfogat méretét, nagyobb munkatérben dolgozhatunk.
  

Ultimaker hőálló alapanyaggyártó partnereinek termékei

Az alábbiakban bemutatjuk az Ultimaker néhány olyan alapanyag gyártóját, akik hőálló anyagokat kínálnak. További információkat az Ultimaker Marketplace-en (100-150 C) talál.

DSM additív gyártó

A DSM Novamid® ID1030 CF10 olyan alkatrészeket tud nyomtatni, amelyek tulajdonságai közel állnak a fröccsöntéssel elérhetőhöz - ugyanolyan minőségben, mint az erősítetlen műanyagok.

LEHVOSS Csoport

A LUVOCOM 3F PAHT® CF 9891 BK magas hőmérsékletű, szénszál-erősítésű, poliamid alapú anyag. Nagy szilárdságot, merevséget és minimális vízfelvételt biztosít.

A LUVOCOM® 3F PET CF 9780 BK a legkönnyebben nyomtatható szénszálas PET anyag a piacon, kiváló mechanikai tulajdonságokkal, beleértve a nagy Z-réteg szilárdságot.

A 3D nyomtatásban a PLA, ABS és PET-G anyagok nem használhatók 60 °C felett - vagy még ennél is alacsonyabb hőmérsékleten. 

- mondta Thomas Collet, a LEHVOSS Group 3D Nyomtatási Anyagok részlegének vezetője. 

Tehát a kérdés az, hogy mit szeretne hőmérsékletállóként definiálni. A 3D nyomtatáshoz minden olyan anyagot hőmérsékletállónak definiálunk, amelynek magasabb a hőmérséklet-állósága a hagyományos anyagoknál.

BASF

A BASF Ultrafuse® PAHT CF15 poliamid a magas hőmérsékletet és a vegyszerállóságot extrém mechanikai tulajdonságokkal ötvözi, miközben biztosítja az egyszerű nyomtatást és a nagy méretstabilitást.

A 15%-os szénszál-tartalom merev és erős részeket biztosít, miközben a hozzájárul a megnövekedett hőmérséklet-ellenállósághoz, ezt a filamentet tökéletes mérnöki anyaggá téve.

- mondta Roger Sijlbing, a BASF adalékanyag-extrudálási megoldások értékesítési vezetője.

Jabil

A Jabil PA 4035 CF egy szénszálas PA12 kopolimer, amely nagyobb merevséget, szilárdságot és szívósságot biztosít a piacon lévő hasonló termékekhez képest. Magas szénszál tartalom kiváló szakítószilárdságot és modulust biztosít, míg a PA12 alapanyag viszonylag nagy rugalmasságot és könnyű kezelhetőséget tesz lehetővé.

Az Ultimaker és a Jabil Additive csapata olyan mérnöki anyagokat fejlesztenek, amelyek támogatják azokat az alkalmazásokat, amelyeknél magasabb hőmérsékleti teljesítményre van szükség ahhoz, hogy erős, tartós alkatrészeket állítsanak elő összetettebb és funkcionalitással - sokkal gyorsabban és sokkal alacsonyabb költségekkel, mint a hagyományos gyártási módszerek.

Szerző javaslata:

GreenTEC Pro Carbon

Extrudr célja az volt, hogy olyan szerves anyagot hozzunk létre, amely a két világ legjobbjait ötvözi - a fenntartható erőforrásokból készült, biológiailag lebomló GreenTEC Pro filamentumunkat és a nagy teljesítményű szénszálak erejét. A motorsportban, a repülésben vagy az orvostudományban különféle alkalmazásokhoz használva a karbon sok esetben a legjobb megoldás. Könnyű, ellenáll a magas hőmérsékletnek és sokkal nagyobb merevséget biztosít, ha polimer anyagokhoz adjuk.

• Maximális feszültség: A GreenTEC Pro Carbon szálakkal van megerősítve, ezért kivételes mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. 
• Szakadási nyúlás: A szénszál nagyon kemény és merev anyagot hoz létre, amely ideális nagy nyomású terhelésekhez.
  
• Ütésálló: A szén adalékanyag terhelhetővé és tartóssá teszi az anyagot, ez által nagyon jól ellenáll az ütéseknek.
  
• Magas hőmérsékletnek ellenálló: A szálterhelés javítja a hőállóságot (VICAT), de a terhelés alatti anyag HDT értékét is.
  
• Könnyű nyomtatás: A szén nagyon koptató hatású. Ezért edzett fúvókát javasolunk. A szénszál stabilizálja az anyagot, ezért csökkenti a torzítást és stabilizálja az áthidalás során a műanyag csomósodását. Nagyon könnyű nyomtatni.
  
• Vizuális minőség:A kis szénszálak derékszögben helyezkednek el a nyomtatott felülettel, nagyon szép matt felületet hozva létre, és elfedik a réteghibákat. Ezért a nyomtatási objektum kiváló minőségűnek tűnik.
  
• Réteg tapadás: A kihívás az volt, hogy jó rétegtapadást hozzunk létre a lehető legnagyobb szénterhelés mellett. Speciális biológiai adalékanyagokkal ezt a célt elértük. Javasoljuk, hogy a nyomtatási hőmérséklet kb. 230-240°C. Az anyag kb. 200°C-tól nyomtatható, de a rétegtapadás jelentősen romlik. Első lépésként javasoljuk, hogy nyomtasson ki egy "Heattower"-t, hogy megtalálja a készüléke számára ideális beállításokat.
  

• Magas Tartósság
• Könnyűsúlyú
• 165°C-ig hőálló (Vicat VST)
• UV-álló, mint az ASA
• REACH és Rohs
• Edzett acél fúvóka és min. A fúvóka átmérője 0,5 mm ajánlott

Célunk, hogy a technológia iránt érdeklődő szakemberek a külföldi példa által meg- és felismerhessék a lehetőségeket!

2022.09.25. Forrás: Ultimaker.com

Esetleges fordítási hibákért elnézést kérjük, azokért felelősséget nem tudunk vállalni.