3D 인쇄 탄소 섬유로 알루미늄 부품 교체

최근에 산업 공급업체 사이에 알루미늄이 크게 부족하여 가격이 급격히 상승했습니다. 2021년 1월 이후 알루미늄 가격은 50% 이상 인상되었으며 전문가들은 향후 2년 동안 가격 인상이 지속될 것으로 예상합니다.

Jyske Bank에 따르면 전 세계 알루미늄 부족은 세 가지 요인으로 인한 자재 소비 증가로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 경기 부양책으로 인한 소비재 지출 증가, 알루미늄 사용에 의존하는 지속 가능한 기술(예:풍력 터빈, 전기 자동차) 및 중국의 알루미늄 생산 및 소비

이러한 알루미늄 부족에 비추어 Markforged 탄소 섬유는 많은 고객이 기계 가공 알루미늄으로 만든 부품을 교체하는 데 사용하므로 적절한 대안을 제공합니다. 탄소 섬유는 강화 섬유 중 가장 높은 강도 대 중량 비율을 가지고 있습니다. Onyx보다 6배 더 강하고 18배 더 강한 탄소 섬유 보강재는 일반적으로 가공 알루미늄을 대체하는 부품에 사용됩니다.

Onyx와 같은 복합 기본 재료에 배치하면 6061-T6 알루미늄만큼 강한 부품을 생산할 수 있습니다. 재료로서 매우 강하고 강하며 Markforged 3D 프린터를 통해 다양한 형상으로 자동으로 배치하여 최적화된 부품을 생산할 수 있습니다.

탄소 섬유란 무엇입니까?

탄소 섬유는 직경이 5-10미크론에 불과한 긴 결정질 섬유로 구성된 탄소 원자로 구성됩니다. 현대 제조에서 수천 개의 탄소 섬유가 함께 묶여 토우로 되고 다른 재료와 결합하여 복합재를 형성합니다. 열가소성 또는 열경화성 수지 매트릭스와 결합될 때 탄소 섬유 토우는 엔지니어링 응용 분야에 사용하기 위해 다양한 형태를 취할 수 있습니다.

탄소 섬유의 특정 재료 특성은 다음과 같은 다양한 응용 분야에 이상적입니다.

높은 강성과 인장 강도(알루미늄만큼 강함)
강철 및 알루미늄보다 훨씬 낮은 상대 밀도
열 및 화학 물질에 대한 내성

탄소 섬유가 알루미늄을 대체하는 이상적인 이유는 무엇입니까?

탄소 섬유는 연속 섬유 강화(CFR)를 사용하여 알루미늄과 유사한 강도를 얻을 수 있으며 응용 분야에서 가공된 구성 요소를 대체할 수 있습니다. 강성, 내충격성, 내열성, 내구성이 강화되었기 때문입니다.

CFR은 사용자가 부품에 연속 섬유를 구현하는 방법에 대한 유연성을 허용합니다. 사용자는 탄소 섬유 토우가 배치되는 부품의 구체적 위치뿐만 아니라 부품에 삽입되는 탄소 섬유의 양을 제어할 수 있습니다.

탄소 섬유 속성

6061 알루미늄과 비교하여 3D 인쇄 탄소 섬유는 굴곡에서 강도 대 중량 비율이 50% 더 높고 인장 모멘트에서 300% 더 높습니다. 탄소 섬유 연속 강화는 고급 모터스포츠 애플리케이션을 위한 일회용 최종 사용 부품에 이르기까지 가장 크고 가장 권위 있는 일부 글로벌 비즈니스를 위한 등각 지그/고정구 및 특수 도구를 만드는 데 사용되었습니다.

또한 강화 탄소 섬유는 6061-T6 알루미늄(<480 MPa)에 비해 540 MPa의 굽힘 강도를 가지고 있습니다.

탄소 섬유 강도 측정에 대한 포괄적인 개요를 보려면 여기를 클릭하십시오.

탄소 섬유 인쇄는 어떻게 작동합니까?

Markforged 프린터는 짧은 가닥의 잘게 잘린 탄소 섬유로 채워진 열가소성 수지인 Onyx를 사용하여 부품의 외부 쉘과 충전재를 형성하는 것으로 시작합니다. 이 공정 단계를 FFF(융합 필라멘트 제조)라고 합니다.

그런 다음 보조 노즐을 사용하여 긴 가닥의 CFR(연속 섬유 보강재)을 인레이하여 선택적으로 주변을 보강하고, 부품의 피처 또는 전체 레이어를 선택합니다. CFR을 사용하면 다양한 특정 하중 조건에 맞게 다양한 방식으로 부품을 전략적으로 강화할 수 있습니다.

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