玻璃纤维与碳纤维
玻璃纤维和碳纤维都是公认的增强材料。两者在复合材料领域都是极高抗拉强度的同义词,但在历史上用于非常不同的应用并享有不同的声誉。
长期以来,玻璃纤维一直被认为是一种“廉价”材料。造船、廉价的结构部件和排水产品构成了该材料的主要应用。另一方面,碳纤维已成为速度和高性能的代名词。它经常出现在赛车、新型客机和其他高端工程解决方案上。在 3D 打印的背景下,碳纤维和玻璃纤维都是可以增强工程级零件的优质纤维。
因此,让我们探索碳纤维与玻璃纤维,看看哪种连续增强纤维最适合您的应用!
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玻璃纤维
玻璃纤维是由无机硅砂制成,加热到极高的温度并拉制成无定形的超细纤维束。这些长而极细的玻璃丝具有极高的拉伸强度。 Markforged 可以 3D 打印两种不同种类的玻璃纤维:
- 玻璃纤维
- 高强度高温 (HSHT) 玻璃纤维
用连续的玻璃纤维束加固很可能是我们的“入门级”纤维,但玻璃纤维可以产生一些令人难以置信的打印部件性能改进。例如,与 ABS 相比,使用玻璃纤维连续增强纤维的打印部件比传统的 ABS 打印部件强度高 20 倍,拉伸刚度高 10 倍。对于工厂车间工具/固定装置或按成本建造的高强度原型,玻璃纤维连续纤维通常是完美的选择。
另一方面,HSHT 玻璃纤维最适合用于替换关键任务的机加工铝制部件。 HSHT 玻璃纤维具有卓越的耐热性和抗弯强度,仅次于碳纤维,可为许多需要耐热和抗冲击的工业应用提供经济高效的连续增强解决方案。
此外,玻璃纤维和 HSHT 玻璃纤维都提供了一些潜在的独特和有益的次要特性。尽管增强纤维通常包含在表面下,但当打印部件磨损时,增强玻璃纤维或 HSHT 玻璃纤维可能会暴露在外。增强玻璃纤维或 HSHT 玻璃纤维的白色纤维经常磨损/散布在磨损表面上,清楚地表明接近“使用寿命”。此外,外露纤维的韧性实际上可以延长部件的使用寿命。 .拥有清晰的“视觉磨损标记”以及后期的“防磨损”特性在现实世界的工业/过程应用中非常有用。
在循环载荷条件下使用“故障关键”部件时,HSHT 玻璃纤维增强材料(特别是)不仅可以提供接近碳纤维增强材料的强度,而且不会出现灾难性故障的缺点。相反,它以最小的能量回弹产生塑性。
由于这两种玻璃纤维变体都是无定形的,因此它们为许多基于射频/天线的应用提供了改进的射线可透性解决方案。
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碳纤维
碳纤维由有机聚合物制成,与玻璃纤维相比,在相对较低的温度下加工。碳纤维本质上是晶体,通过一系列复杂的化学、热处理和机械处理进行低温加工。由此产生的材料具有最高的强度重量比之一——高于钢和钛。
在 3D 打印中,碳纤维是刚度的首选连续纤维。它比 ABS 硬 25 倍,比任何其他 Markforged 连续增强纤维硬 2 倍。
与 6061 铝相比,3D 打印碳纤维的弯曲强度重量比提高了 50%,拉伸力矩提高了 300%,使这种纤维成为获得最大性能的首选材料。
碳纤维连续增强材料已被用于为一些最大和最负盛名的全球企业制造保形夹具/固定装置和专用工具,直至用于高端赛车应用的一次性最终使用零件。
行业内更复杂的衍生式设计组件的开发通常导致对昂贵的 5 轴铣床的“精加工”的复杂工具要求。 Markforged 正在积极参与全球许多超轻量级、高“阻尼”专业“保形”工具的基准测试机会,使工业 4.0 的领导者能够充分发挥其潜力。
3D 打印机和数控机床有什么区别?
碳纤维与玻璃纤维:最终裁决
碳纤维和玻璃纤维均可根据材料需求提供独特的优势和应用。请随时与我们联系以获得进一步的帮助或建议,了解哪种增强纤维最适合您的应用。
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