Oglekļa pavedieni

Oglekļa pavediens: sastāvs un reālie pielietojumi

Oglekļa pavediens nav vienkārša plastmasa: tā ir matrica (PLA, PETG, PA vai PC), kas piepildīta ar sasmalcinātām oglekļa šķiedrām — no 10 līdz 20% no svara atkarībā no zīmola, piemēram, Fillamentum vai Polymaker. Šis piepildījums palielina stinguma pretestību liecē par 20 līdz 40% salīdzinājumā ar tīru polimēru un piešķir matētu, antracīta pelēku apdari bez standarta plastmasai raksturīgā spīduma. Mūsu spolēs ir no 500 g līdz 8 kg, izmēros 1,75 mm un 2,85 mm. Šīs šķiedras ir abrazīvas: tās nosaka precīza aprīkojuma nepieciešamību, kas aprakstīta zemāk, jau pirms pirmās izdrukas uzsākšanas.

Kāpēc standarta sprausla nolietojas pēc dažām spolēm

Misiņa sprausla zaudē savu kalibrēto diametru pēc 1 līdz 2 kg izdrukāta oglekļa pavediena: šķiedras saskrāpē iekšējo kanālu kā smalks smilšpapīrs, un izejas diametrs pakāpeniski palielinās. Rezultāts vispirms redzams plānos slāņos — plūsma novirzās un smalku detaļu ekstrūzija kļūst mazāk precīza.

Rūdīta tērauda vai volframa karbīda sprausla

Rūdīta tērauda sprausla (tipa Bondtech CHT vai līdzvērtīga) iztur 50 līdz 100 kg abrazīva pavediena bez ievērojama nolietojuma. Volframa karbīds iet vēl tālāk — noderīgi darbnīcai, kas nepārtraukti apstrādā piepildīta 3d filament ASA vai oglekļa pavediena spoles. Šāda veida patēriņa preces atrodamas sadaļā Piederumi.

Ieteicams tiešās piedziņas ekstrūders

Tiešās piedziņas (direct drive) ekstrūders samazina berzi un grinding risku uz stinga, trausla pavediena. Bowden sistēma joprojām izmantojama 1,75 mm izmērā, ja retrakcijas ātrums tiek samazināts par 30 līdz 40% salīdzinājumā ar klasisko PLA, pretējā gadījumā rodas nosprostojums PTFE caurulē.

PLA-CF, PETG-CF, PA-CF, PC-CF: kuru bāzi izvēlēties

Matricas izvēle pilnībā maina gatavās detaļas uzvedību, daudz vairāk nekā uz etiķetes norādītais šķiedras saturs.

• PLA-CF: drukāšana 200-220°C, platforma 50-60°C, iepriekšēja žāvēšana nav nepieciešama. Labs sākumpunkts, taču trausls trieciena iedarbībā.
• PETG-CF: 230-250°C, labāka mitruma izturība nekā klasiskam 3d filaments PLA, piemērots vidēji noslogotām āra detaļām.
• PA-CF (oglekļa neilons): 260-280°C, sildāma platforma 90-110°C, slēgta kamera gandrīz obligāta. Augsts stingums un pretestība nogurumam, piemērots mehāniskām detaļām.
• PC-CF: virs 280°C, rezervēts printeriem ar pilnībā metāla hotend un termoregulētu kameru, līdzīgi kā tehniskam 3d filaments ABS.

Žāvēšana: mainīgais, kas nosaka drukas kvalitāti

PA-CF uzsūc apkārtējā gaisa mitrumu dažu stundu laikā atklātā vidē: pārsniedzot 0,2% ūdens saturu, ekstrūzijas laikā rodas dzirdami krakšķi un mikroburbuļiem klāta virsma. 8 līdz 12 stundu žāvēšana žāvēšanas kastē 70°C temperatūrā pirms drukāšanas atrisina šo problēmu gandrīz visām spolēm, kas atvērtas vairāk nekā pirms nedēļas. PLA-CF un PETG-CF labāk panes apkārtējā gaisa mitrumu, taču uzglabāšana hermētiskā kastē ar desikantu pagarina to lietderīgās izmantošanas laiku par vairākiem mēnešiem. Mazāk tehniskai bāzei bez stingiem žāvēšanas nosacījumiem, 3d filaments WOOD ir alternatīva tekstūrētam izskatam bez aprīkojuma maiņas.

Biežāk uzdotie jautājumi

PLA-CF vai PETG-CF — kuru izvēlēties pirmajai oglekļa spolei?

PLA-CF drukājams bez augstas platformas temperatūras un iepriekšējas žāvēšanas, ideāli piemērots, lai izmēģinātu šķiedrām piepildīta pavediena uzvedību. PETG-CF nepieciešams par 20 līdz 30°C augstāka temperatūra, taču tas labāk iztur nelielus termiskos triecienus — kritērijs, kas jāizvērtē atkarībā no detaļas gala pielietojuma.

Vai PA-CF vai PC-CF nepieciešams printeris ar slēgtu kameru?

Vairumā gadījumu jā: šīs matricas ievērojami saraujas, atdziestot atklātā vidē, kas izraisa platformas nolīmēšanos detaļām, kas lielākas par 10 cm. Kamera, kas uzturēta 40-50°C temperatūrā, samazina šo termisko gradientu un stabilizē saķeri.

Kādu sprauslu iegādāties kopā ar oglekļa pavediena spoli?

Rūdīta tērauda 0,4 mm sprausla sedz lielāko daļu pielietojumu līdz 50 kg izdrukāta abrazīva pavediena. Darbnīcai, kas ik mēnesi apstrādā vairākas oglekļa spoles, volframa karbīda sprausla atmaksā papildu izmaksas mazāk nekā gada laikā.

Kāpēc oglekļa pavediens maksā divas līdz trīs reizes vairāk nekā klasisks pavediens?

Sasmalcinātu oglekļa šķiedru izmaksas un papildu kvalitātes kontrole (viendabīgs piepildījuma līmenis, stabils diametrs) izskaidro šo starpību: PLA-CF izmaksā aptuveni 35-45€/kg salīdzinājumā ar 18-22€/kg standarta PLA. Iegūtais stingums attaisno šo papildu izmaksu mehāniskām detaļām, nevis dekoratīviem priekšmetiem.

Vai oglekļa pavediens piemērots detaļām, kas liecas vai absorbē triecienus?

Nē: šķiedru piepildījums palielina stingumu, bet samazina pagarinājumu līdz plīsumam, tāpēc detaļa lūst nevis liecas. Elastīgai detaļai vai tādai, kas pakļauta atkārtotiem triecieniem, standarta PETG vai TPU joprojām ir piemērotāka izvēle nekā oglekļa sērija.