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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
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
Métodos de tratamento químico- 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. Seleção de ponto de equilíbrio de desempenho de custo
Plano de economia (PC)
Cenários aplicáveis: interior da cabine, suporte não carregado de carga
vantagem:
- baixos custos de processamento (sem necessidade de uma impressora de alta temperatura)
- Transmitância de luz opcional (camada de sombreamento de janela)
Solução intermediária (PEI)
Cenários aplicáveis: cabines de equipamentos eletrônicos, dutos de ventilação
vantagem:
- Passou DO-160G §26 Teste de retardador de chama (combustão vertical ≤ 15 segundos)
- 10% mais leve que o PC
soluções premium (peek)
Cenários aplicáveis: montagem do capô, corpo da válvula hidráulica
vantagem:
- Certificado para FAA 25.853 para proteção contra incêndio
- Resistência a combustível a jato (sem inchaço após 1000 horas de imersão no JP-8)
3. Caminho -chave para certificação de aeronavegabilidade
Certificação de grau médico do PC (ASTM F2971-13)
Ciclo: 6-8 meses
itens de teste necessários:
- Citotoxicidade (ISO 10993-5)
- Teste de hemólise (ASTM F756)
DO-160G de PEI/Peek
Solução retardante de chama:
- Adicione 30% de fibra de vidro (passe de 60 ° Teste de queima de inclinação)
- revestimento de cerâmica com spray de superfície (resistência a 1100 ° C queima de curto prazo)
Compatibilidade eletromagnética:
Peek preenchido com fibra de carbono (eficácia de blindagem ≥ 60dB)
Decisão de seleção
- PC é preferido: baixa temperatura, peças não críticas, projetos sensíveis a custos
- Peek deve ser usado: área do motor, requisitos de proteção contra incêndio ≥ faa 25.853 padrão
- PEI é um compromisso: proteção de equipamentos eletrônicos, carga de temperatura média
Resumo
policarbonato não é apenas capaz de impressão 3D, mas também executa bem em aplicações que exigem alta e alta. Embora tenha altos requisitos para o ambiente e a tecnologia de impressão, com o avanço da tecnologia de impressão 3D e a melhoria das fórmulas especiais de filamentos de PC, o policarbonato está se tornando uma das escolhas materiais importantes para a impressão 3D de nível profissional. Para os usuários que buscam resultados de impressão de alto desempenho, mastering pc A tecnologia de impressão irá expandir bastante a 3d 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.
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Equipe LS
FAQS
3.is impressão de policarbonato seguro?
A impressão 3D de policarbonato é segura quando feita corretamente, mas há alguns riscos potenciais a serem conscientes. O próprio policarbonato é insignificante e inodoro, inofensivo ao corpo humano e atende aos padrões de saúde e segurança. No entanto, durante o processo de impressão 3D, devido à necessidade de aquecimento de alta temperatura, há os seguintes riscos de segurança: risco de queima: o bico da impressora opera a uma alta temperatura e tocá-lo quando não é totalmente resfriado pode causar queimaduras, o que é necessário, a liberação de gases em alta, para imprimir, a liberação de gases em alta, é recomendada para a liberação de gases, que é recomendado, que é recomendado para imprimir, a liberação de gases, que é recomendada para a liberação de gases, é recomendada para imprimir. Queimaduras desnecessárias e coloque a máquina em um local onde não é fácil de tocar, especialmente se houver crianças em casa.4. Em que temperatura o policarbonato pode ser impresso em 3D?
A temperatura de extrusão para a impressão 3D de policarbonato é geralmente entre 260 ° e 290 ° C, e alguns filamentos até requerem temperaturas de até 320 ° C, enquanto a temperatura da placa de aquecimento deve atingir pelo menos 110 ° C. A adição seca, uma vez que o policarbonato é hidrocópico, que é necessário que seja necessário que o material seja mantido em seco, que é necessário, a parte de um imenso, que é a impressão que o material é necessário, que é necessário que o material seja realizado para a imposição de que o material é necessário. Durante o processo de impressão, também é necessário prestar atenção ao controle de flutuações de temperatura para evitar a deformação ou rachaduras.