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1. Los compuestos de fibra de carbono se pueden utilizar en la impresión 3D.

Los compuestos de fibra de carbono son materiales compuestos con fibras de carbono incrustadas en materiales de matriz. Si bien los materiales de matriz pueden ser...  Resina , termoplástico u otros, el tipo más común es la fibra de carbono en termoplásticos, y a menudo se le llama polímero reforzado con fibra de carbono. La fibra de carbono suele abreviarse como CF, así que cuando veas esos nombres cortos de... Sabrá que PLA-CF , PETG-CF , PA-CF o Nylon-CF son compuestos de fibra de carbono con termoplásticos como materiales de matriz.

▲Filamentos compuestos de fibra de carbono

Gracias a su contenido de fibra corta ligera y de alta densidad, los compuestos de fibra de carbono se caracterizan por su alta resistencia y facilidad de fabricación. Estos materiales avanzados de fibra de carbono abordan cuatro puntos débiles de los materiales de ingeniería promedio:

• Tolerancia a altas temperaturas.
• Resistencia a productos químicos.
• Alta resistencia.
• Ligero.

Los compuestos de fibra de carbono utilizados en la impresión 3D combinan las propiedades de los materiales compuestos con las ventajas de la impresión 3D en la fabricación de moldes. En otras palabras, la impresión 3D de compuestos de fibra de carbono aprovecha al máximo las ventajas de los materiales compuestos y de la fabricación adictiva, solucionando los problemas tradicionales del engorroso proceso de moldeo y la dificultad de fabricar estructuras complejas de materiales de fibra de carbono.

2. Aplicaciones industriales de piezas de impresión 3D de compuestos de fibra de carbono

Entre los diversos tipos de compuestos de fibra de carbono, tomamos PET-CF y PAHT-CF como ilustraciones, para mostrar las aplicaciones de sus piezas impresas en 3D en las industrias de ingeniería.

Ejemplo de aplicación industrial de piezas impresas en 3D PET-CF

El PET-CF es un material compuesto de PET y un 15 % de fibra de carbono. Sin duda, el PET-CF, compuesto de fibra de carbono, ofrece un mejor rendimiento mecánico que el PET, un material de ingeniería convencional. El PET-CF se caracteriza por su baja tasa de absorción de humedad, alta resistencia, resistencia a la fluencia, tolerancia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión química y menor deformación bajo cargas prolongadas. Las piezas impresas en 3D de PET-CF se utilizan ampliamente en herramientas para operaciones en aguas profundas, ya que soportan tensiones prolongadas.

A diferencia de las piezas impresas en PET, que solo cumplían con los estándares de verificación estructural, las piezas impresas en 3D de PET-CF no solo cumplían con la verificación estructural, sino que también superaban la prueba de rendimiento mecánico. Un ejemplo exitoso de la aplicación de piezas impresas en 3D de PET-CF en una herramienta eléctrica lo confirma. Tras aclarar las situaciones de aplicación, el equipo de soporte de Flashforge Corp. sugirió el compuesto de fibra de carbono PET-CF. Las piezas internas de las herramientas eléctricas se imprimieron en 3D en un Impresora 3D profesional . Tras varias pruebas, demostró que tanto su resistencia como su precisión estructural cumplían con creces las exigencias. Las piezas impresas en PET-CF 3D se pueden utilizar directamente para el ensamblaje de herramientas, prácticamente sin posprocesamiento.

▲Piezas impresas en 3D de PET-CF utilizadas en herramientas eléctricas

Ejemplo de aplicación industrial de piezas impresas en 3D PAHT-CF

PAHT-CF es un material compuesto hecho de fibras de carbono y un polímero plástico PAHT. Debido a la necesidad de piezas con mayor resistencia y durabilidad, los miembros del equipo de Flashforge utilizaron el material compuesto PAHT-CF, que contiene un 15 % de fibra de carbono, e imprimieron las piezas en 3D en las cuatro esquinas superiores de la impresora 3D (como se muestra en la figura a continuación).

▲Piezas de impresión 3D PAHT-CF utilizadas en la impresora 3D

Se probaron y verificaron las propiedades mecánicas de las piezas impresas en 3D PAHT-CF, se aplicaron con éxito a la máquina y garantizan de manera efectiva que la boquilla de la máquina funcione de manera estable y rápida en el eje XY.

3. ¿Qué impresora 3D está disponible para la impresión 3D de compuestos de fibra de carbono?

Como se ha visto, las piezas impresas en 3D de materiales compuestos de fibra de carbono se han aplicado en diversas industrias. Sin embargo, es evidente que la selección de una impresora 3D y la calidad de impresión de las piezas son cruciales para las aplicaciones finales. Las impresoras 3D disponibles deben contar con boquillas de mayor dureza que toleren el desgaste prolongado de las fibras de carbono, ofrezcan un rendimiento estable durante la impresión a largo plazo de compuestos de fibra de carbono, sean compatibles con diversos tipos de compuestos de fibra de carbono y mantengan una alta calidad de impresión. Flashforge La impresora 3D Creator 4 es ideal para este trabajo. Las piezas impresas en 3D de PET-CF utilizadas en la herramienta eléctrica del ejemplo anterior se fabricaron con Flashforge Creator 4. Se trata de una impresora 3D de grado industrial equipada con tres opciones de boquillas, entre las cuales la boquilla HS está especialmente diseñada para imprimir compuestos de fibra de carbono. Además, la impresora 3D Creator 4 hereda el sistema de impresión de doble extrusión de los productos de la serie Flashforge Creator, lo que permite activar simultáneamente dos boquillas en la impresora 3D Creator 4 para realizar impresiones dobles y reducir el tiempo de impresión.

▲Impresora 3D Creator 4 y su extrusor HS

Además, los materiales compuestos de fibra de carbono son propensos a absorber la humedad del aire, por lo que mantenerlos en un entorno de impresión 3D completamente seco es fundamental para garantizar la excelente calidad de la superficie y el excelente rendimiento mecánico de las piezas impresas en 3D. La estación de secado de materiales es compatible con la impresora 3D Flashforge Creator 4. Esta estación de secado de filamentos está diseñada para mantener los materiales de la impresora 3D en un ambiente seco, ya sea durante la impresión, el recocido posterior o el almacenamiento. ¡Un excelente complemento para Creator 4!

▲Estación de secado de filamentos Flashforge

En conclusión

Este artículo le presentó los compuestos de fibra de carbono, que refuerzan los materiales base con mayor resistencia y otras propiedades propias de la fibra de carbono. Las impresoras 3D industriales Flashforge permiten la impresión 3D de estos compuestos de fibra de carbono. La avanzada tecnología de impresión 3D permite la impresión 3D de piezas industriales con laminado de fibra de carbono y mayor resistencia. Aquí mencionamos ejemplos de aplicación de piezas impresas en 3D de PET-CF y PAHT-CF, dos compuestos poliméricos de fibra de carbono. Para conocer más casos de aplicación e información útil sobre la impresión 3D en la industria, ¡no dude en contactarnos!