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La technologie d'impression 3D s'est développée rapidement ces dernières années , et la gamme de matériaux applicables s'est également développée. De Common PLA et ABS en nylon à haute performance et PEEK , de plus en plus de plastiques d'ingénierie sont utilisés dans le domaine de la fabrication additive. Parmi eux, le polycarbonate, en tant que thermoplastique à haute résistance à haute résistance, est-il adapté à l'impression 3D? À quel point est-il difficile d'imprimer? Dans quels domaines ont-ils des avantages uniques?
Cet article explorera la faisabilité de Polycarbonate dans l'impression 3D , analysez ses exigences d'impression, ses propriétés matérielles et les scénarios d'application typiques, et les lecteurs à comprendre.

Pourquoi le polycarbonate est le matériau d'impression 3D de qualité ingénierie ultime?

1. Percée de performance mécanique: bien au-delà des plastiques d'ingénierie ordinaires

le Les propriétés mécaniques du polycarbonate le font ressortir parmi les matériaux d'impression 3D . Comparaison des données clés:

Ces données montrent que le PC dépasse les plastiques d'ingénierie traditionnels tels que l'ABS en termes de résistance à l'impact, de résistance à haute température et de résistance structurelle, et est particulièrement adapté aux scénarios d'application avec des charges élevées et une contrainte dynamique élevée.

2. Scénarios d'application de l'industrie: du laboratoire vers le véritable environnement industriel

(1) Fabrication automobile: support de compartiment du moteur (test de vibration SAE J2522 SAE)
Dans un environnement de compartiment moteur à haute température à haute température, les plastiques ordinaires sont sujets à une déformation ou à une rupture. Et le Les pièces imprimées PC 3D ont réussi :

• Test de résistance à la chaleur à long terme à 135 ° C
• SAE J2522 Test de vibration aléatoire standard (simulant la condition de conduite de 100 000 km)
• Résistance à la corrosion chimique de l'huile et du liquide de refroidissement

(2) Aménagement industriel: plus de 5000 fois de serrage répété sans perte

Les luminaires métalliques traditionnels sont volumineux et coûteux, tandis que PC 3D Les luminaires imprimés atteignent :

• Conception légère (réduction de poids à 40%)
• Résistance à la fatigue (pas de fissuration après 5000 cycles)
• Prototypage rapide personnalisé (boucle fermée complète de conception-imprimerie dans les 24 heures)

(3) Appareils électroniques: shell ignifuge (UL94 V-0)

Propriétés naturelles de la flamme du PC (certains graddes rencontrent les normes V-0 ul94) font un flamme naturelle rétrochatante:

• Compartiment de batterie UAV
• Enclosures électriques à haute tension
• Idéal pour les intérieurs aérospatiaux

3. Défis et solutions du processus d'impression

Bien que PC ait d'excellentes performances, son impression 3D doit surmonter les difficultés suivantes:

comment conquérir le cauchemar de déformation du polycarbonate?

bien que polycarbonate (PC) possède d'excellentes propriétés d'ingénierie , son rétrécissement élevé (à peu près 2,5%) et la séparation thermique de la sensibilisation de la sensibilisation pendant un prix pour le fait de se déplacer pendant le prix, de la crack et de la séparation thermique pendant le prix pour le proisement, de la fissure et de l'intervention) et de la séparation thermique de la sensibilisation de la sensibilisation pendant le prix pour un prix pour le proince, la crack de 2,5%) pendant la crack et l'intervain pour la séparation thermique pendant un prix pour un prix pour un prix pour un prix, un prix à parcourir, une interruption de 2,5%) pendant la sensibilisation pendant le prix, le PRIMPAG Impression 3D. Pour imprimer de manière stable les pièces PC de haute qualité, la température du lit chaud, l'environnement de la chambre et le taux de refroidissement du matériau doivent être contrôlés avec précision. Voici des solutions éprouvées industriellement:

1. Contrôle du lit chaud: des solutions de base aux solutions avancées

(1) Réglage de la température: 120-140 ° C est le seuil clé

lit chaud ordinaire (<100 ° C): Le PC se refroidit trop rapidement, le bord se rétrécit rapidement , et le taux de déformation est jusqu'à 2,5%

lit chaud optimisé (120-140 ° C): ralentissez la vitesse de refroidissement et réduisez le taux de retrait à moins de 0,3% (près du niveau de pièces moulées par injection)

(2) Traitement de surface: PEI + revêtement nano-ceramique

Données mesurées:

Pure PEI Board: Impression de 50 mm × 50 mm carré , hauteur de déformation du bord 1,2 mm

PEI + Nano revêtement: hauteur de déformation <0,2 mm dans les mêmes conditions

2. Gestion de la température de la chambre: solution de qualité industrielle pour le chauffage fermé

(1) Besoin de température: ≥70 ° C pour supprimer efficacement la déformation

• imprimante ouverte: grande différence de température entre les couches, l'accumulation de contraintes entraîne un risque de fissuration ↑ 400%
• Chambre à température constante fermée (70-80 ° C): la résistance de la liaison de l'interlayer a augmenté de 80% (test standard ASTM D638) ②Les parties d'élargissement (> 200 mm) ont augmenté de 30% à 90%

(2) Comparaison des coûts de solution de chauffage

Choix rentable:

Recherche scientifique / petit lot: système de circulation de l'air chaud modifié (température constante de 80 ° C, coût d'environ ￥ 3000)

Besoins au niveau de la production: achat direct d'équipements industriels (tels que Intamsys Funmat HT)

3. Co-optimisation des matériaux et des processus

(1) combinaison dorée des paramètres d'impression

• Température de la buse: 290-310 ° C (pour garantir la fluidité de la fonte)
• Vitesse d'impression: 30-50 mm / s (pour réduire la contrainte de refroidissement)
• Éventail de refroidissement: Off ou <20% de puissance (pour éviter le refroidissement soudain)

(2) Techniques de conception anti-barrage

• Élargissement du bord: la première couche est élargie de 5 mm (similaire à la pressage du bord du processus de tôle)
• Transition d'angle arrondie: les coins pointus sont modifiés en coins arrondis au-dessus de R3mm (pour réduire la concentration de stress)
• Remplissage de la grille: la structure en nid d'abeille est utilisée (la capacité anti-élargissement est 2 fois plus élevée que celle du remplissage linéaire)

4. Cas typique: prototype de collecteur d'admission automobile

Défis:

• Taille 300 mm × 150 mm, structure à parois minces (2,5 mm d'épaisseur)
• Besoin de résister à une température élevée à court terme de 150 ° C (condition turbocompressée)

Solution:

• Utilisez 140 ° C lit chaud + revêtement PEI Nano
• Température constante de la chambre fermée 75 ° C
• Vitesse d'impression 40 mm / s, 0% ventilateur de refroidissement

Résultats:

• WARP <0,15 mm (rencontrez la tolérance à l'assemblage)
• Passé 300 tests de cycle thermique (-40 ° C ~ 150 ° C) sans se fissurer

Quelle est la vérité sur les fumées d'impression PC?

1. Analyse des risques chimiques

bisphénol A (BPA) Libération

Polycarbonate (PC) peut publier des traces de BPA pendant l'impression , mais <0,1ppm (en conformité avec ISO 10993-5 Biocompatiation Medical Biocompatie (en conformité avec ISO 10993-5 BioPompatibilité médicale Biocompaties (en conformité avec ISO 10993-5 BioPompatibilité médicale Biocompatiation (en conformité avec ISO 10993-5 BioPompatibility BioPompatibility normes).

Données de comparaison:

• La migration du BPA dans les bouteilles d'eau minérale ordinaires (matériau pour animaux de compagnie) est d'environ 0,05 ppm
• La libération de l'impression PC n'est que 1/6 de la limite de matériaux de contact alimentaire de l'UE (0,6 ppm)

Pollution des particules ultrafines (UFP)

PM2,5 La concentration pendant l'impression peut atteindre 200 μg / m³ (2,6 fois la limite moyenne quotidienne standard nationale de 75 μg / m³)

Composants principaux:

• Composés d'hydrocarbures produits par pyrolyse plastique
• Trace les aldéhydes (comme le formaldéhyde <0,02 ppm)

2. Mesures de sécurité obligatoires

Système de ventilation et de filtration

3. spécifications d'opération

doit être équipé de:

• Moniteur PM2.5 en temps réel (seuil d'alarme réglé à 100 μg / m³)
• Masque à gaz (cartouche filtrante A2 de la norme GB 2890-2009 est sélectionnée)

4.Prohibit des comportements

• Impression dans une chambre fermée pendant plus de 2 heures
• Toucher les impressions non refroidies à mains nues (PC fondu peut facilement provoquer des brûlures au deuxième degré)

Quelles imprimantes 3D peuvent gérer le polycarbonate?

1. Exigences des paramètres de l'équipement clé

(1) Système à haute température

• Température de la buse: ≥300 ° C (buses en acier durci ou en acier en tungstène doit être utilisée, les buses de laiton sont sujettes à l'usure)
• Température du lit chaud: 120-140 ° C (pour éviter la déformation)
• Température constante de la chambre: ≥70 ° C (standard pour l'équipement de qualité industrielle, DIY nécessite une boîte de chauffage modifiée)

(2) Propriétés mécaniques

• Rigidité de l'axe Z: ≥200 N / mm (pour éviter la résonance d'impression à grande vitesse)
• Structure du cadre: Tous les fibres métalliques ou carbone (le cadre en plastique est sujet à la déformation chauffante)

(3) Configuration de sécurité

• Filtration HEPA: Essential (PC Impression libère PM2,5 jusqu'à 200 μg / m³)
• Échec de puissance et impression continue: pour éviter une interruption accidentelle de l'impression à haute température

2. Liste des modèles recommandés
(1) Entrée de gamme (modification des besoins)

(2) Grade quasi industriel

(3) Grade industriel

3. Comparaison des plans de modification

Décision d'achat

• Budget limité: modifiez les modèles de création / PRUSA (moins de ￥ 5000)
• Production de petits lots: Qidi X-Plus ou Ultimaker S5 (performance des coûts équilibrés)
• Field médical / automobile: Choisissez directement les stratasys ou la machine industrielle Intamsys

comment optimiser les protocoles de séchage du filament PC?

1. Norme de contrôle de base de la teneur en humidité

Seuil de sécurité

doit être inférieur à 0,02% (lorsque la teneur en humidité mesurée est de 0,1%, la résistance à la traction diminue de 15% et la force de liaison intercouche diminue de 40%)

Méthode de détection:

Karl Fischer Titrator (précision 0,001%)

Méthode simple: 105 ℃ Méthode de pesée au four (erreur ± 0,05%)

Comparaison des équipements de séchage

Paramètres de clé:

80 ℃ Séchage pendant 4 heures (PC ordinaire)

100 ℃ Séchage pendant 2 heures (PC renforcé de fibre de carbone)

2. Solution de stockage

petit lot: boîte scellée + dessiccant (faible coût)

Grand lot: emballage sous vide + surveillance de l'humidité (+ 2 $ par rouleau, taux de ferraille ↓ 90%)

Seuil d'avertissement: 30% Rh (besoin d'être réévalué)

3. Méthode de vérification du processus de séchage

Méthode d'essai d'impression

Observez l'adhésion de la première couche: les bulles "pop-corn" apparaissent lorsque le séchage est insuffisant

Écoutez le son pour identifier la qualité: le son du PC entièrement séché est continu et stable lorsqu'il est extrudé

Tests au niveau du laboratoire

DSC (calorimétrie de balayage différentiel): Le pic d'absorption de l'humidité disparaît et la norme est respectée

spectre FTIR: -OH Zone de pic à 3400 cm⁻¹ <5%

4. Stratégie de réponse à l'environnement extrême

zone d'humidité élevée (RH> 70%)

joint d'aspirateur immédiatement après le séchage

Connectez-vous au système d'alimentation de séchage en ligne (comme Printdry Pro) lors de l'impression

Arrêt à long terme

Store dans de l'azote (teneur en oxygène <100 ppm)

Utiliser le tamis moléculaire dessiccant (3 fois mieux que le gel de silice dans l'absorption d'humidité)

5. Plan d'optimisation des coûts

Options recommandées:

Small Studio: séchage four + emballage à vide (coût global optimal)

Production de masse: système de séchage et d'alimentation intégré (solution compatible AMS)

Pourquoi les obligations de calque PC échouent-elles et comment réparer?

1. Analyse de la cause de l'échec

Problème de différences de cristallinité

• La cristallinité de la région de refroidissement rapide est réduite de 40%, entraînant une disposition lâche de chaînes moléculaires
• La zone de température élevée près de la buse cristallise complètement, mais la contrainte de rétrécissement se produit après refroidissement

Autres facteurs d'influence

• La température d'impression insuffisante peut provoquer des lacunes notables entre les couches
• Le refroidissement trop rapide peut entraîner une déformation des bords et une séparation intercouche
• La teneur en humidité excessive du matériau entraîne des bulles d'extrusion et une structure lâche
  
  

2. Solution

Optimiser les paramètres d'impression

• Gardez la vitesse d'impression en dessous de 40 mm / s
• Gardez la température de la buse dans la plage de 290-310 ° C
• Les tests ont montré que la diminution de la vitesse d'impression peut améliorer considérablement la résistance à la liaison

Amélioration du refroidissement

• Contrôlez la vitesse de refroidissement de la chambre ne dépassant pas 5 ° C / min
• Réduisez ou désactivez le fonctionnement du ventilateur de refroidissement

Améliorez la conception structurelle

• Conçu avec 50% de coutures de l'axe Z qui se chevauchent
• Augmenter l'épaisseur de la paroi extérieure de 2-3 tours pour contrer les contraintes de rétrécissement

3. Mesures de réparation d'urgence

Méthodes de traitement chimique

• La surface est traitée avec une vapeur de dichlorométhane
• coopérer avec le processus de recuit de 80 ° C pour restaurer la force

Technologie de réparation de l'air chaud

• Un pistolet thermique de 400 ° C a été utilisé pour la réparation du chauffage local

4. Suggestions de maintenance quotidiennes

Vérification régulière

• Vérifiez la condition de la buse toutes les 50 heures d'impression
• Calibrez le nivellement du lit de chaleur hebdomadaire
• Vérifiez l'étanchéité de la cavité mensuellement

Conseils sur la sélection des matériaux

• Les paramètres d'impression sont ajustés préférentiellement pour les petites pièces
• Les grandes pièces doivent être équipées d'un équipement à température constante
• Considérez l'utilisation de matériaux de renforcement pour les composants clés

5. Précautions

• Des précautions doivent être prises lors de la gestion des traitements chimiques
• Faites attention au contrôle de la température pour la réparation de l'air chaud
• La maintenance régulière peut empêcher la plupart des problèmes de liaison

Les mesures ci-dessus ont été vérifiées par des tests réels et peuvent résoudre efficacement le problème de la liaison intercouche dans l'impression PC.

Quelle post-traitement transforme les pièces PC?

1. Polissage chimique

Traitement de vapeur de dichlorométhane: 30 à 90 secondes, la rugosité de surface réduite de 15 μm à 0,8 μm

Atelier anti-explosion requis (ex d iib t4 standard)

2. Traitement thermique

recuit et renforcement: 130 ℃ / 4 heures, résistance à la traction +25%

Formule de compensation de dimension: grossissement de l'axe X / Y

3. Usinage

Finition CNC: outil en carbure, 8000-12000rpm

Polissage à ultrasons: traitement abrasif en céramique pendant 15-30 minutes

4. Traitement de surface

revêtement à vide: revêtement métallique de 2 à 5 μm (Al / Cr / Tin)

Texturation laser: 1064nm Texture antidérapante de gravure laser

5. Contrôle des touches

doit être nettoyé avec 99,9% d'IPA avant le traitement

Contrôle environnemental: 23 ± 2 ℃, RH ＜ 40%

Comment PC se compare-t-il à PEI / PEEK dans l'aérospatiale?

1. Comparaison des performances clés

PC convient aux structures secondaires (supports de cabine, couvertures)

La durée de vie de la fatigue de Peek est 3 fois celle du PC (test de cycles 10⁷)

2. Sélection du point d'équilibrage du coût

Plan économique (PC)

Scénarios applicables: Intérieur de la cabine, support non chargé

Avantage:

• Faible coût de traitement (pas besoin d'une imprimante à haute température)
• Light transmittance optional (window shading layer)

Mid-tier Solution (PEI)

Applicable scenarios: electronic equipment cabins, ventilation ducts

Advantage:

• Passed DO-160G §26 flame retardant test (vertical combustion≤ 15 seconds)
• 10% lighter than PC

Premium Solutions (PEEK)

Applicable scenarios: hood assembly, hydraulic valve body

Advantage:

• Certified to FAA 25.853 for fire protection
• Jet fuel resistance (no swelling after 1000 hours of immersion in JP-8)

3. Key path for airworthiness certification

Medical-grade certification of PC (ASTM F2971-13)

Cycle: 6-8 months

Required test items:

• Cytotoxicity (ISO 10993-5)
• Hemolysis test (ASTM F756)

DO-160G test of PEI/PEEK

Flame retardant solution:

• Add 30% glass fiber (pass 60° tilt burning test)
• Surface spray ceramic coating (withstand 1100°C short-term burning)

Electromagnetic compatibility:

Carbon fiber filled PEEK (shielding effectiveness ≥ 60dB)

Selection decision

• PC is preferred: low temperature, non-critical parts, cost-sensitive projects
• PEEK must be used: engine area, fire protection requirements ≥ FAA 25.853 standard
• PEI is a compromise: electronic equipment protection, medium temperature load

Résumé

Polycarbonate is not only capable of 3D printing, but also performs well in applications that require high strength and high heat resistance. Although it has high requirements for the printing environment and technology, with the advancement of 3D printing technology and the improvement of special PC filament formulas, polycarbonate is becoming one of the important material choices for professional-grade 3D printing. For users who pursue high-performance printing results, mastering PC printing technology will greatly expand the application range of their 3D printing.

Avertissement

Le contenu de cette page est uniquement à des fins d'information. LS Série Aucune représentation ou garantie de toute nature, expresse ou implicite, ne sont faites de la précision, de l'exhaustivité ou de la validité de l'information. Il ne faut pas déduire que les paramètres de performance, les tolérances géométriques, les caractéristiques de conception spécifiques, la qualité du matériau et le type ou le travail que le fournisseur ou le fabricant tiers fournira via le réseau Longsheng. Ceci est la responsabilité de l'acheteur Demandez un devis pour les pièces pour déterminer les exigences spécifiques pour ces parties.

LS Team

LS est une entreprise de la tête de l'industrie Concentrez-vous sur des solutions de fabrication personnalisées. Avec plus de 20 ans d'expérience en desservant plus de 5 000 clients, nous nous concentrons sur la haute précision CNC Machining , Fabrication en tôle , 3D Printing , Moulage d'injection , metal metal Stamping, et autrement One-Toft services.
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1.Is polycarbonate difficult to 3D print?

Yes, polycarbonate is more difficult to 3D print than polymers such as PLA or PETG.Polycarbonate requires high extrusion and platen temperatures, typically between 260° and 290°C, with some filaments requiring temperatures as high as 320°C, and a heating plate temperature of at least 110°C. Polycarbonate is also prone to warping, so adhesion to the sheet is critical, and care must be taken to control temperature fluctuations during printing to avoid deformation or cracking. Despite this, polycarbonate is widely used on FDM printers because it allows for the design of complex parts with good thermal, mechanical, and optical properties.

2.What materials cannot be 3D printed?

Currently, wood, glass, and parts with specific intellectual property protection are generally considered unsuitable or not recommended for 3D printing.Wood: Due to the natural fiber structure and physical properties of wood, it is not currently possible to directly 3D print it.Glass: Glass is difficult to achieve in 3D printing because it has an extremely high melting temperature and is prone to cracking after cooling.Parts with intellectual property protection: Even if the design and material are suitable for 3D printing, copy printing may not be allowed due to intellectual property protection considerations.It should be noted that as 3D printing technology continues to develop, more materials may become printable in the future.

3.Is polycarbonate printing safe?

Polycarbonate 3D printing is safe when done correctly, but there are some potential risks to be aware of.Polycarbonate itself is tasteless and odorless, harmless to the human body, and meets health and safety standards. However, during the 3D printing process, due to the need for high-temperature heating, there are the following safety hazards:Burn risk: The printer nozzle operates at a high temperature, and touching it when it is not fully cooled may cause burns.Toxic gas release: At high temperatures, polycarbonate may release some harmful gases, so it is recommended to print in a well-ventilated environment.To ensure safety, it is recommended to wear protective gloves to avoid unnecessary burns and place the machine in a place where it is not easy to touch, especially if there are children at home.

4.At what temperature can polycarbonate be 3D printed?

The extrusion temperature for polycarbonate 3D printing is usually between 260° and 290°C, and some filaments even require temperatures as high as 320°C, while the heating plate temperature must reach at least 110°C.In addition, since polycarbonate is hygroscopic, it is necessary to ensure that the material is kept in a dry place before printing to avoid printing failures or reduced performance of the final part. During the printing process, it is also necessary to pay attention to controlling temperature fluctuations to avoid deformation or cracks.

Ressources

Polycarbonate

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Gloria

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