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A tecnologia de impressão 3D se desenvolveu rapidamente nos últimos anos , e a gama de materiais aplicáveis ​​também está se expandindo. De comum plá e abdos para nylon e peek de alto desempenho , mais e mais plásticos de engenharia estão sendo usados ​​no campo da fabricação adicional. Entre eles, o policarbonato, como um termoplástico de alta resistência e resistente a calor, é adequado para impressão 3D? Quão difícil é imprimir? Em quais campos tem vantagens únicas?

Por que o policarbonato é o material de impressão 3D de grau de engenharia final?

1. Avanço do desempenho mecânico: muito além de plásticos de engenharia comuns

O Propriedades mecânicas do policarbonato fazem com que se destaque entre os materiais de impressão 3D . Comparação de dados -chave:

Esses dados mostram que o PC supera os plásticos de engenharia tradicionais, como ABS, em termos de resistência ao impacto, resistência à alta temperatura e força estrutural, e é particularmente adequada para cenários de aplicação com altas cargas e alta tensão dinâmica.

2. Cenários de aplicação da indústria: do laboratório ao ambiente industrial real

(1) Fabricação de automóveis: suporte do compartimento do motor (teste de vibração SAE J2522)
Em um ambiente de compartimento de alta vibração e alta vibração, os plásticos comuns são propensos a deformação ou quebra. E o PC 3D As peças impressas foram aprovadas com sucesso :

• Teste de resistência ao calor a longo prazo a 135 ° C
• SAE J2522 Teste de vibração aleatória padrão (simulando 100.000 km de condição de direção)
• Resistência à corrosão química de óleo e líquido de arrefecimento

(2) Acessório industrial: mais de 5000 vezes de aperto repetido sem perda

Os acessórios de metal tradicionais são volumosos e caros, enquanto pc 3d de fixação impressa :

• Design leve (redução de peso de 40%)
• Resistência à fadiga (sem rachaduras após 5000 ciclos)
• Prototipagem rápida personalizada (loop fechado completo de projeto de design em 24 horas)

(3) aparelhos eletrônicos: retardador de chama (UL94 V-0) Shell

padrões naturais de chamas do PC (alguns graduados atendem aos padrões Ul94 V-0) Retir

• compartimento da bateria UAV
• Gabinetes elétricos de alta tensão
• Ideal para interiores aeroespaciais

3. Desafios e soluções do processo de impressão

Embora o PC tenha um excelente desempenho, sua impressão 3D precisa superar as seguintes dificuldades:

Como conquistar o pesadelo de deformação do policarbonato?

Although polycarbonate (PC) has excellent engineering properties, its high shrinkage (about 2.5%) and thermal stress sensitivity make it very prone to warping, cracking and interlayer separation during Impressão 3D. Para imprimir de forma as peças de PC de alta qualidade, a temperatura do leito quente, o ambiente da câmara e a taxa de resfriamento do material devem ser controlados com precisão. A seguir são soluções industrialmente comprovadas:

1. Controle de cama quente: das soluções básicas a avançadas

(1) Configuração de temperatura: 120-140 ° C é o limite principal

cama quente comum (<100 ° C): pc esfria muito rápido, a borda diminui rapidamente e a taxa de distorção é tão alta quanto 2,5%

Canteiro quente otimizado (120-140 ° C): desacelerar a velocidade de resfriamento e reduzir a taxa de encolhimento para menos de 0,3% (próximo ao nível de peças moldadas por injeção)

(2) Tratamento da superfície: PEI + revestimento nano-cerâmico

Dados medidos:

Placa PEI pura: impressão 50mm × 50mm quadrado , altura de deformação de borda 1,2mm

PEI+Nano Coating: altura de deformação <0,2 mm nas mesmas condições

2. Gerenciamento de temperatura da câmara: solução de grau industrial para aquecimento fechado

(1) Requisito de temperatura: ≥70 ° C para suprimir efetivamente a deformação

• Impressora aberta: grande diferença de temperatura entre camadas, o acúmulo de estresse leva ao risco de rachadura ↑ 400%
• Câmara de temperatura constante fechada (70-80 ° C): ① A força de ligação do interlocacho aumentou 80% (teste padrão ASTM D638) ② Peças de rendimento de alcance (> 200 mm) aumentou de 30% para 90%

(2) Comparação de custos de solução de aquecimento

Escolha econômica:

Pesquisa científica/pequeno lote: sistema de circulação de ar quente modificado (80 ° C de temperatura constante, custa cerca de ￥ 3000)

NECESSIDADES DE PRODUÇÃO: Compra direta de equipamentos industriais (como Intamsys Funmat HT)

3. Co-otimização de materiais e processos

(1) Combinação dourada de parâmetros de impressão

• Temperatura do bico: 290-310 ° C (para garantir a fluidez de fusão)
• Velocidade de impressão: 30-50mm/s (para reduzir a tensão de resfriamento)
• Fã de resfriamento: desligado ou <20% de potência (para evitar resfriamento repentino)

(2) Técnicas de design anti-guerra

• ampliação da borda: a primeira camada é expandida em 5 mm (semelhante à prensa de aresta do processo de chapa metal)
• Transição de canto arredondado: os cantos nítidos são alterados para cantos arredondados acima de R3mm (para reduzir a concentração de tensão)
• Preenchimento da grade: a estrutura do favo de mel é usada (a capacidade anti-guerra é 2 vezes maior que a do preenchimento linear)

4. Caso típico: protótipo do coletor de admissão automotiva

Desafios:

• Tamanho 300mm × 150mm, estrutura de parede fina (2,5 mm de espessura)
• Precisa suportar alta temperatura a curto prazo de 150 ° C (condição turbo de turbo)

Solução:

• Use 140 ° C de cama quente + revestimento de nano PEI
• Temperatura constante da câmara fechada 75 ° C
• Velocidade de impressão 40mm/s, 0% de fã de resfriamento

Resultados:

• Warp <0,15mm (tolerância à montagem)
• Passou 300 testes de ciclo térmico (-40 ° C ~ 150 ° C) sem rachaduras

Qual é a verdade sobre a fumaça de impressão de PC?

1. Análise de risco químico

bisfenol a (bpa) liberação

Polycarbonate (PC) may release trace amounts of BPA during printing, but <0.1ppm (in compliance with ISO 10993-5 medical device biocompatibility padrões).

Dados de comparação:

• A migração de BPA em garrafas de água mineral comum (material para animais de estimação) é de cerca de 0,05ppm
• A liberação da impressão de PC é apenas 1/6 do limite de material de contato alimentar da UE (0,6ppm)

poluição de partícula ultrafina (UFP)

pm2.5 A concentração durante a impressão pode atingir 200μg/m³ (2,6 vezes o limite médio diário padrão nacional de 75μg/m³)

Componentes principais:

• Compostos de hidrocarbonetos produzidos por pirólise plástica
• Rastrear aldeídos (como formaldeído <0,02ppm)

2. Medidas de segurança obrigatórias

Sistema de ventilação e filtração

3. especificações da operação

deve estar equipado com:

• Monitor PM2.5 em tempo real (limite de alarme definido em 100μg/m³)
• Máscara de gás (cartucho de filtro A2 do padrão GB 2890-2009 é selecionado)

4. Comportamentos proibidos

• impressão em um quarto fechado por mais de 2 horas
• Tocar impressões não residuais com as mãos nuas (o PC derretido pode facilmente causar queimaduras de segundo grau)

Quais impressoras 3D podem lidar com policarbonato?

1. Requisitos de parâmetro do equipamento -chave

(1) Sistema de alta temperatura

• Temperatura do bico: ≥300 ° C (bicos de aço de aço endurecido ou tungstênio devem ser usados, os bicos de latão são propensos a usar)
• Temperatura do leito quente: 120-140 ° C (para evitar deformação)
• Temperatura constante da câmara: ≥70 ° C (padrão para equipamentos de nível industrial, o bricolage requer caixa de aquecimento modificada)

(2) Propriedades mecânicas

• rigidez do eixo z: ≥200n/mm (para evitar ressonância de impressão em alta velocidade)
• Estrutura da estrutura: toda fibra de metal ou carbono (a estrutura de plástico é propensa a deformação por calor)

(3) Configuração de segurança

• Filtração HEPA: essencial (PC impressão libera PM2.5 até 200μg/m³)
• Falha de energia e impressão contínua: para evitar interrupção acidental de impressão de alta temperatura

2. Lista de modelos recompensados ​​
(1) Nível de entrada (Modificação de necessidades)

(2) GRADOR quase industrial

(3) grau industrial

3. Comparação de planos de modificação

Decisão de compra

• Orçamento limitado: Modificar modelos de Creality/Prusa (menor que ￥ 5000)
• Produção pequena em lote: Qidi X-plus ou Ultimaker S5 (desempenho de custo equilibrado)
• Campo médico/automotivo: escolha diretamente Stratasys ou Intamsys Industrial Machine

Como otimizar protocolos de secagem de filamentos de PC?

1. Padrão de controle do núcleo de teor de umidade

limiar de segurança

Deve ser inferior a 0,02% (quando o teor de umidade medido é de 0,1%, a resistência à tração diminui em 15% e a força de ligação entre camadas diminui em 40%)

Método de detecção:

Karl Fischer Titrator (precisão 0,001%)

Método simples: 105 ℃ Método de pesagem do forno (erro ± 0,05%)

Comparação de equipamentos de secagem

Parâmetros de chave:

80 ℃ secagem por 4 horas (PC comum)

100 ℃ secagem por 2 horas (PC reforçado com fibra de carbono)

2. Solução de armazenamento

Lote pequeno: caixa selada + dessecante (baixo custo)

Lote grande: embalagem a vácuo + monitoramento de umidade ( + $ 2 por rolo, taxa de sucata ↓ 90%)

Limite de aviso: 30% RH (precisa ser re-seco)

3. Método de verificação do processo de secagem

método de teste de impressão

Observe a adesão da primeira camada: as bolhas "pipoca" aparecem quando a secagem é insuficiente

Ouça o som para identificar a qualidade: o som do PC totalmente seco é contínuo e estável quando é extrudado

Teste de nível laboratorial

DSC (Calorimetria de varredura diferencial): O pico de absorção de umidade desaparece e o padrão é atendido

espectro ftir: -oh pico área a 3400cm⁻¹ <5%

4. Estratégia de resposta ao ambiente extrema

Área de alta umidade (RH> 70%)

selo a vácuo imediatamente após secar

Conecte -se ao sistema de alimentação de secagem on -line (como PrintDry Pro) ao imprimir

Desligamento de longo prazo

armazenar em nitrogênio (teor de oxigênio <100ppm)

Use dessecante de peneira molecular (3 vezes melhor que a sílica gel em absorção de umidade)

5. Plano de otimização de custos

Opções recomendadas:

Estúdio pequeno: secar forno + embalagem a vácuo (custo geral ideal)

Produção em massa: Sistema de secagem e alimentação integrada (solução compatível com AMS)

Por que as ligações da camada de PC falham e como corrigir?

1. Análise da causa da falha

Problema de diferenças de cristalinidade

• A cristalinidade da região de refrigeração rápida é reduzida em 40%, resultando em um arranjo solto de cadeias moleculares
• A zona de alta temperatura perto do bico cristaliza completamente, mas o estresse de encolhimento ocorre após o resfriamento

Outros fatores de influência

• A temperatura insuficiente de impressão pode causar lacunas visíveis entre camadas
• O resfriamento muito rápido pode levar à borda de distorção e separação entre camadas
• O teor de umidade excessivo do material leva a bolhas de extrusão e estrutura solta
  
  

2. Solução

Otimize os parâmetros de impressão

• Mantenha a velocidade de impressão abaixo de 40mm/s
• Mantenha a temperatura do bico na faixa de 290-310 ° C
• Os testes mostraram que diminuir a velocidade de impressão pode melhorar significativamente a força de união

resfriamento aprimorado

• Controle a taxa de resfriamento da câmara para não exceder 5 ° C/min
• Reduza ou desative a operação do ventilador de resfriamento

Aprimore o design estrutural

• Projetado com 50% de costuras do eixo z sobreposto
• Aumente a espessura da parede externa em 2-3 voltas para neutralizar tensões de retração

3. Medidas de reparo de emergência

• A superfície é tratada com um vapor de diclorometano
• Coopere com o processo de recozimento de 80 ° C para restaurar a força

Tecnologia de reparo de ar quente

• Uma pistola de calor de 400 ° C foi usada para reparo de aquecimento local

4. Sugestões diárias de manutenção

check-ups regulares

• Verifique a condição do bico a cada 50 horas de impressão
• Calibre o leito de calor semanal
• Verifique o aperto da cavidade mensalmente

Conselho sobre seleção de materiais

• Os parâmetros de impressão são ajustados preferencialmente para pequenas partes
• Peças grandes precisam ser equipadas com equipamentos de temperatura constante
• Considere o uso de materiais de reforço para os principais componentes

5. Precauções

• As precauções devem ser tomadas ao manusear tratamentos químicos
• Preste atenção ao controle de temperatura para reparo de ar quente
• A manutenção regular pode evitar a maioria dos problemas de ligação

As medidas acima foram verificadas por testes reais e podem resolver efetivamente o problema da ligação entre camadas na impressão de PC.

Que pós-processamento transforma as partes do PC?

1. Polimento químico

Tratamento de vapor de diclorometano: 30-90 segundos, rugosidade da superfície reduzida de 15μm para 0,8μm

workshop à prova de explosão necessário (Ex d iib T4 padrão)

2. Tratamento térmico

recozimento e fortalecimento: 130 ℃/4 horas, resistência à tração +25%

Fórmula de compensação de dimensão: ampliação de eixo x/y 0,25%/mm de espessura

3. Usinagem

Acabamento CNC: ferramenta de carboneto, 8000-12000rpm

polimento ultrassônico: tratamento abrasivo de cerâmica por 15-30 minutos

4. Tratamento de superfície

revestimento a vácuo: 2-5μm de revestimento de metal (al/cr/tin)

textura a laser: textura anti-deslizamento a laser de 1064nm

5. Controle de chave

deve ser limpo com 99,9% de IPA antes de processar

Controle ambiental: 23 ± 2 ℃, rh ＜ 40%

Como o PC se compara a PEI/Peek no aeroespacial?

1. Comparação do desempenho -chave

pc é adequado para estruturas secundárias (suportes de cabine, tampas) , PE/PEE-é usado em áreas altas (tampas de cabine)

A vida fadiga de Peek é 3 vezes a do PC (teste de 10 ⁷ Ciclos)

2. Cost-performance balance point selection

Economy Plan (PC)

Applicable scenarios: cabin interior, non-load-bearing bracket

Advantage:

• Low processing costs (no need for a high-temperature printer)
• 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

Resumo

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.

Isenção de responsabilidade

O conteúdo desta página é apenas para fins informativos. Não se deve inferir que os parâmetros de desempenho, tolerâncias geométricas, recursos específicos de design, qualidade e tipo de material ou mão de obra que o fornecedor ou fabricante de terceiros fornecerá através da rede Longsheng. Essa é a responsabilidade do comprador peça uma cotação para peças para determinar os requisitos específicos para essas partes.

Equipe LS

LS é uma empresa líder do setor Concentre-se em soluções de fabricação personalizadas. Com mais de 20 anos de experiência atendendo a mais de 5.000 clientes, nos concentramos em alta precisão usinagem cnc , Fabrication impressão 3D , Moldagem de injeção , LS Technology Significa escolher eficiência, qualidade e profissionalismo.

FAQS

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.

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