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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)
• Transmission de lumière en option (calque d'ombrage de fenêtre)

Solution de niveau intermédiaire (PEI)

Scénarios applicables: cabines d'équipement électronique, conduits de ventilation

Avantage:

• passé DO-160G §26 Test d'alorsation de flammes (combustion verticale achetée 15 secondes)
• 10% plus léger que PC

Solutions premium (PEEK)

Scénarios applicables: Assemblage du capot, corps de valve hydraulique

Avantage:

• Certifié à la FAA 25.853 pour la protection contre les incendies
• Résistance au carburant du jet (pas de gonflement après 1000 heures d'immersion dans JP-8)

3. Chemin clé pour la certification Air Nuwness

Certification de qualité médicale de PC (ASTM F2971-13)

Cycle: 6-8 mois

Éléments de test requis:

• Cytotoxicité (ISO 10993-5)
• Test d'hémolyse (ASTM F756)

DO-160G Test de PEI / PEEK

Solution issue de la flamme:

• Ajouter une fibre de verre à 30% (passer à 60 ° Test d'inclinaison)
• revêtement en céramique par pulvérisation de surface (résister à 1100 ° C brûlage à court terme)

Compatibilité électromagnétique:

Pourons remplis de fibres de carbone (efficacité de blindage ≥ 60 dB)

Décision de sélection

• PC est préféré: pièces à basse température, non critiques, projets sensibles aux coûts
• Le coup d'œil doit être utilisé: zone du moteur, exigences de protection contre les incendies ≥ FAA 25.853 Standard
• PEI est un compromis: protection électronique de l'équipement, charge de température moyenne

Résumé

Polycarbonate est non seulement capable de l'impression 3D, mais fonctionne également bien dans des applications qui nécessitent une forte résistance et une forte résistance aux chaleur. Bien qu'il ait des exigences élevées pour l'environnement et la technologie d'impression, avec l'avancement de la technologie d'impression 3D et l'amélioration des formules de filaments PC spéciaux, le polycarbonate devient l'un des choix de matériaux importants pour l'impression 3D de qualité professionnelle. Pour les utilisateurs qui poursuivent des résultats d'impression haute performance, maîtrise de la technologie d'impression PC extenue grandement la plage d'application de leur empreinte 3D . .

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

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1. est le polycarbonate difficile à imprimer 3D?

Oui, le polycarbonate est plus difficile à imprimer 3D que les polymères tels que PLA ou PETG.Polycarbonate nécessite une température élevée à une extrusion et à des plaques, généralement entre 260 ° et 290 ° C, avec certains filaments nécessitant une température aussi élevée que 320 ° C, et une température de plaque de chauffage d'au moins 110 ° C. Le polycarbonate est également sujet à la déformation, donc l'adhésion à la feuille est critique, et il faut prendre soin de contrôler les fluctuations de la température pendant l'impression pour éviter la déformation ou la fissuration. Malgré cela, le polycarbonate est largement utilisé sur les imprimantes FDM car elle permet la conception de pièces complexes avec de bonnes propriétés thermiques, mécaniques et optiques.

2. quels matériaux ne peuvent pas être imprimés en 3D?

Actuellement, le bois, le verre et les pièces avec une protection spécifique de la propriété intellectuelle sont généralement considérés comme inadaptés ou non recommandés pour l'impression 3D. Impression 3D, l'impression de copie peut ne pas être autorisée en raison de considérations de protection de la propriété intellectuelle. Il convient de noter que lorsque la technologie d'impression 3D continue de se développer, plus de matériaux peuvent devenir imprimables à l'avenir.

3. est une impression de polycarbonate en toute sécurité?

L'impression 3D en polycarbonate est sûre lorsqu'elle est faite correctement, mais il existe des risques potentiels à être conscients. Le Polycarbonate lui-même est insipide et inoffensif, inoffensif pour le corps humain et répond aux normes de santé et de sécurité. Cependant, pendant le processus d'impression 3D, en raison de la nécessité d'un chauffage à haute température, il y a les risques de sécurité suivants: Burn Risk: La buse de l'imprimante fonctionne à une température élevée, et le toucher lorsqu'il n'est pas entièrement refroidi brûlures inutiles et placer la machine dans un endroit où il n'est pas facile de toucher, surtout s'il y a des enfants à la maison.

4. À quelle température le polycarbonate peut-il être imprimé en 3D?

La température d'extrusion pour l'impression 3D en polycarbonate se situe généralement entre 260 ° et 290 ° C, et certains filaments nécessitent même des températures pouvant atteindre 320 ° C, tandis que la température de la plaque de chauffage doit atteindre au moins 110 ° C. Dans l'addition, car le polycarbonate est hygroscopique, il est nécessaire de s'assurer que le matériau est gardé avant une place sèche avant d'imprimer pour éviter les défaillances de l'impression ou de réduisance. Pendant le processus d'impression, il est également nécessaire de prêter attention au contrôle des fluctuations de température pour éviter la déformation ou les fissures.

Ressources

Polycarbonate

3D Printing Filament

3d Processes de remise