FASERVERSTÄRKTE 3D-DRUCK BAUTEILE
- Hohe Steifigkeit und Festigkeit
- PA6 (ONYX) als Grundmaterial
- Kohlefaser, Glasfaser oder Kevlarfaser
- Stark wie ALU, aber bis zu 75% leichter
…starke Teile, wenig Gewicht
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Faserverstärkte 3D-Druck Bauteile
Kunststoff so stark wie Aluminium
Sie Fragen sich jetzt bestimmt, wie geht das? Wie kann ein Kunststoffbauteil genauso stark und belastbar sein, wie ein Aluminiumbauteil? Kunststoff hat doch eine wesentlich geringere Festigkeit…
Die Antwort ist gar nicht so schwer: ⇒ Faserverstärkte 3D-Druck Bauteile
Sie glauben es noch nicht? Dann probieren Sie es aus. Das Geheimnis sind Endlosfasern, welche während der 3D-Drucks in das Bauteil eingelegt werden. Diese hochfesten Endlosfasern verstärken die Bauteile ganz gezielt. So können Sie explizite Schwachstellen oder besonders beanspruchte Bereiche explizit mit den entsprechenden Fasern verstärken und so die Steifigkeit, Festigkeit und andere mechanische Werte eklatant erhöhen und verbessern.
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Die verschiedenen Endlosfasern
Neben dem bereits verstärkten Grundmaterial ONYX (PA6 mit 15% Carbonfasern) oder Nylon (PA6 Natur) können sie zwischen 4 verschiedenen Endlosfasern wählen:
- Glasfasern
- Hochtemperatur Glasfasern
- Kevlarfasern
- Kohlefasern
Anwendungsgebiete
Für faserverstärkte 3D-Druck Bauteile gibt es viele Anwendungsgebiete. Je nach Faser werden unterschiedliche Eigenschaften erreicht.
| Material | Anwendungsbegiet | Eigenschaften |
|---|---|---|
| Nylon Natur (PA6) | Einfach PA6 Bauteile | Farbe Weiß, ohne Faserverstärkung |
| Onyx (PA6) | Abdeckungen, Gehäuse, Halterungen, Chemisch beständige Bauteile | Farbe Schwarz, stabile Bauteile aus PA6 mit 15% Carbonfaseranteil (Mircofasern in der Matrix), gute thermische Beständigkeit |
| Carbonfasern | Greifer, Robotik, Automatisierungstechnik, hochfeste Werkzeuge, Vorrichtungen | Farbe Schwarz, extrem Steife Bauteile, hochfest und leicht |
| Glasfasern | Funktionsprototypen, Werkzeuge, Vorrichtungen, allg. Maschinenbau, Halter | Farbe Weiß, extrem Steife Bauteile, hochfest und leicht |
| hochtemperatur (HSHT) Glasfasern | Spritzgussformen (Prototypen), Tiefziehformen, Formeinsätze, Schweißvorrichtungen, Halter und Vorrichtungen beim Schweißen | Farbe Weiß, gute Temperaturbeständigkeit, elastisch und schlagfest |
| Kevlarfasern | Weiche Backen, Spannbacken, Halterungen, Automatisierungstechnik, Robotik Greifer, hohe Wechselbelastbarkeit | Farbe Bernstein, gute Temperaturbeständigkeit, elastisch und schlagfest |
Welche Faser sollte ich wählen?
Für faserverstärkte 3D-Druck Bauteile ist die Wahl der richtigen Faser sehr entscheidend. Aber welche Faser ist für welchen Anwendungsfall am besten geeignet?
Carbonfaser
-
höchste Festigkeits-Gewichts-Verhältnis
-
Festigkeit ähnlich Aluminium
-
Halb so Schwer wie ALU
-
Hohe Steifigkeit
Glasfaser
-
11-mal steifer als ABS
-
Gute Biegefestigkeit
-
günstigster Preis
-
Vorrichtungsbau
Hochtemp. Glasfaser
-
Große Temperaturstabilität
-
ALU ähnliche Temperaturbeständigkeit
-
Hohe Elastizität
-
Hohe Schlagfestigkeit
Kevlarfaser
-
Hohe Dehnung
-
Schlagzäh
-
geringe Dichte
-
Sehr Reißfest
Technische Daten:
Beim FFF (Fused Filament Fabrication) 3D-Druck werden Thermoplastische Kunststoffe verarbeitet. Dieses ist mit dem FDM-Verfahren vergleichbar. Bei den endlosfasern setzen wir auf die Technologie und Materialien von Markforged. Die unten angegebenen Daten beziehen sich alle auf die einzelnen Materialien mit vorgegebenen Prüfkörpern. Da Sie die Verteilung und den Anteil der Endlosfasern individuell festlegen können, ist eine Angabe von kombinierten Verbundmaterialien leider nicht möglich.
Anbei finden Sie die wichtigsten Kennwerte für faserverstärkte 3D-Druck Bauteile und Materialien:
| Technische Daten | Grundmaterial | Verbundmaterial / Endlosfasern | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Prüfkriterium | Onyx (PA6 + CF) | Nylon PA6 (White) | Carbon | Kevlar | Glasfaser | HSHT Glasfaser |
| Zugmodul (GPA) | 2,4 | 1,7 | 60 | 27 | 21 | 21 |
| Streckgrenze (MPA) | 40 | 51 | – | – | – | – |
| Zugfestigkeit (MPA) | 37 | 36 | 800 | 610 | 590 | 600 |
| Zug-Bruchdehnung (%) | 25 | 150 | 1,5 | 2,7 | 3,8 | 3,9 |
| Biegemodul (GPA) | 3 | 1,4 | 51 | 26 | 22 | 21 |
| Biegefestigkeit (MPA) | 71 | 50 | 540 | 240 | 200 | 420 |
| Biege-Bruchdehnung (MPA) | – | – | 1,2 | 2,1 | 1,1 | 2,2 |
| Druckmodul (GPA) | – | – | 54 | 28 | 21 | 21 |
| Druckfestigkeit (MPA) | – | – | 320 | 97 | 140 | 192 |
| Druck-Bruchdehnung (MPA) | – | – | 0,7 | 1,5 | – | – |
| Warmformbeständigkeit HDT (°C) | 145 | 41 | 105 | 105 | 105 | 150 |
| Kerbschlagzähigkeit (J/m) | 330 | 110 | 960 | 2000 | 2600 | 3100 |
| Dichte (g/cm³) | 1,2 | 1,1 | 1,4 | 1,2 | 1,5 | 1,5 |
BLAU = Höchster Wert seiner Klasse
Der Prozess für faserverstärkte 3D-Druck Bauteile:
Mit der Endlosfasern patentierte FFF-Technologie können Bauteile hergestellt werden, die in Punkte Steifigkeit und Festigkeit nicht mit anderen 3D-Druck Verfahren wie SLS oder SLA vergleichbar sind. Selbst andere FDM-Technologien kommen nicht im Ansatz an die mechanischen Werte heran. Weiterhin können Sie mit unseren faserverstärkten 3D-Druck Bauteilen individuelle Stellen Ihres Bauteils gezielt verstärken. Es muss nicht gleich das ganze Bauteil sein. Somit können innerhalb eines Bauteils durchaus verschiedene Eigenschaften hergestellt werden.
Wie kommen die Endlosfasern ins Bauteil?
Mithilfe der Eiger Software und dem „Markforged – Mark Two“ können gezielte Bereiche, ausgewählte Geometrien und ganze Schichten verstärkt werden. Dabei haben Sie die Wahl, wo wir dies tun. Sie kennen Ihre Anwendung und die Schwachstellen Ihres Bauteils. Wir können dafür Sorgen, dass diese Schwachstellen optimiert werden und Ihre Aufgabe somit besser erfüllen können.
3D-Druck Dienstleistung
Nutzen Sie unsere 3D-Druck Dienstleistung. Wir fertigen Ihre Anwendung in Lohnarbeit. Sie brauchen sich um nichts kümmern. Wir benötigen lediglich ein 3D CAD-Modell Ihres Bauteils. Wir legen dann mit Ihnen gemeinsam die faserverstärkten Schichten fest. Auch das Gewichts- und Materialreduzierte Infill generieren wir für Sie. Lehnen Sie sich also zurück und nach 2-3 Tagen haben Sie ihr fertiges Bauteil bereits auf Ihrem Tisch liegen. So einfach und schnell können Sie von hochstabilen und faserverstärkten 3D-Druck Bauteile profitieren.
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FAZIT:
Mit den verschiedenen Endlosfasern können hochfeste und sehr stabile Bauteile im 3D-Druck erstellt werden. PROTOTEC unterstützt Sie dabei diese Vorteile auch in Ihrem Unternehmen effizient einsetzen zu können. Als 3D-Druck Dienstleister bieten wir Ihnen die Technologie von Markforged als Lohnarbeit an. Sie brauche sich weder um die Technologie, noch um die Anlagentechnik kümmern. Wir bereiten für Sie alles vor, generieren die Faserlagen im Bauteil und nach Bedarf auch das Infill im Bauteil. Wir brauchen von Ihnen nur ein 3D CAD-Modell, wir übernehmen für Sie den Rest. Egal ob Sie eine Vorrichtung, weiche Backen für Ihre CNC Maschine, eine Montagevorrichtung, eine Spritzgussform für erste Prototypen oder was auch immer benötigen. Sprechen Sie uns an, damit auch Sie von faserverstärkten 3D-Druck Bauteilen profitieren können.
Wir beraten Sie gerne! Rufen Sie uns an: (02722) 959595
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Wenn Sie noch Fragen haben oder Hilfe bei Ihren Projekten benötigen, zögern Sie nicht uns zu kontaktieren. Wir helfen Ihnen hier gerne weiter und unterstützen Sie bei der Umsetzung.
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