Impressão 3D de filamento de fibra de carbono
Impressão 3D de fibra de carbono
O surgimento da impressão 3D trouxe uma revolução transformadora nos campos de design e fabricação. Agora, com o surgimento dos compósitos reforçados com fibra de carbono impressos em 3D, todo um novo campo está se abrindo. A fibra de carbono foi inventada pela primeira vez em 1860.
Por que a fibra de carbono é usada como material de impressão 3D
Com o tempo, a fibra de carbono ganhou popularidade significativa em diferentes indústrias devido às suas propriedades excepcionais, como alta rigidez, resistência à tração, baixo peso, resistência química, resistência a altas temperaturas e baixa expansão térmica. Vale ressaltar que a fibra de carbono pura, apesar de mais leve, é cinco vezes mais resistente e duas vezes mais dura que o aço. Estas propriedades tornam a fibra de carbono adequada para aplicações que dependem das propriedades do material para otimizar o desempenho, particularmente em áreas como engenharia aeroespacial, automotiva, militar e civil.
As propriedades mecânicas dos compósitos reforçados com fibra de carbono impressos em 3D excedem as de quase todos os outros plásticos impressos em 3D em termos de tenacidade ou resistência à temperatura.
Os filamentos de fibra de carbono consistem em segmentos curtos de fibra de carbono com menos de um milímetro de comprimento, misturados com termoplástico. A fibra de carbono é compatível com vários termoplásticos, incluindo PLA, PETG, náilon, ABS e policarbonato. Melhora a resistência e a rigidez do reboque enquanto reduz o peso total.
Como imprimir fibra de carbono em 3D
Geralmente, os filamentos de fibra de carbono impressos em 3D mantêm propriedades consistentes com o substrato ao qual estão ligados. A principal diferença é que as fibras podem causar entupimento dos bicos das impressoras 3D, por isso os especialistas recomendam o uso de bicos de aço endurecido. Além disso, quando o conteúdo de fibra excede um determinado limite, o acabamento superficial dos objetos impressos em 3D pode ser comprometido.
No campo da impressão 3D, a fibra de carbono é usada principalmente de duas maneiras: através de filamentos reforçados com fibra de carbono ou reforço contínuo de fibra de carbono. Os filamentos reforçados de fibra de carbono têm maior resistência do que os filamentos não reforçados. No entanto, para componentes mais fortes, pode ser utilizada uma tecnologia alternativa chamada reforço contínuo de fibra de carbono. Este método envolve o uso de um cabeçote de impressão com bico duplo, um extrusando o substrato e o outro extrusando a fibra de carbono. Como a fibra de carbono contínua não é cortada em pedaços menores, ela mantém um nível de resistência mais elevado. Notavelmente, a impressão 3D contínua em fibra de carbono é forte o suficiente para substituir o alumínio com metade do peso. Seu custo é tão baixo que pode até substituir a impressão 3D de metal em algumas aplicações. Finalmente, o uso estratégico de fibra de carbono com base em técnicas de design de fabricação aditiva pode aumentar ainda mais a resistência das peças e, ao mesmo tempo, reduzir o consumo de material.
Como imprimir fibra de carbono em 3D
Geralmente, os filamentos de fibra de carbono impressos em 3D mantêm propriedades consistentes com o substrato ao qual estão ligados. A principal diferença é que as fibras podem causar entupimento dos bicos das impressoras 3D, por isso os especialistas recomendam o uso de bicos de aço endurecido. Além disso, quando o conteúdo de fibra excede um determinado limite, o acabamento superficial dos objetos impressos em 3D pode ser comprometido.
No campo da impressão 3D, a fibra de carbono é usada principalmente de duas maneiras: através de filamentos reforçados com fibra de carbono ou reforço contínuo de fibra de carbono. Os filamentos reforçados de fibra de carbono têm maior resistência do que os filamentos não reforçados. No entanto, para componentes mais fortes, pode ser utilizada uma tecnologia alternativa chamada reforço contínuo de fibra de carbono. Este método envolve o uso de um cabeçote de impressão com bico duplo, um extrusando o substrato e o outro extrusando a fibra de carbono. Como a fibra de carbono contínua não é cortada em pedaços menores, ela mantém um nível de resistência mais elevado. Notavelmente, a impressão 3D contínua em fibra de carbono é forte o suficiente para substituir o alumínio com metade do peso. Seu custo é tão baixo que pode até substituir a impressão 3D de metal em algumas aplicações. Finalmente, o uso estratégico de fibra de carbono com base em técnicas de design de fabricação aditiva pode aumentar ainda mais a resistência das peças e, ao mesmo tempo, reduzir o consumo de material.
As peças de fibra de carbono impressas em 3D são altamente versáteis e adequadas para uma ampla gama de aplicações. Eles são fortes, leves e podem resistir a choques, calor e produtos químicos. Por exemplo, peças impressas em 3D feitas de compostos de plástico e fibra de carbono podem suportar o calor gerado pelos motores de automóveis e aeronaves. Eles também podem substituir a usinagem de peças de alumínio e a fabricação de gabaritos.
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