Стекловолокно против углеродного волокна

И стекловолокно, и углеродное волокно являются хорошо зарекомендовавшими себя армирующими материалами. Оба являются синонимами чрезвычайно высокой прочности на разрыв в мире композитов, но исторически использовались для самых разных приложений и имеют разную репутацию.

Стекловолокно долгое время считалось «дешевым» материалом. Основное применение этого материала - строительство лодок, недорогие конструктивные элементы и дренажные изделия. Углеродное волокно, с другой стороны, стало синонимом скорости и высоких характеристик. Его часто можно увидеть на гоночных автомобилях, новых пассажирских самолетах и ​​других высокотехнологичных технических решениях. В контексте 3D-печати и углеродное волокно, и стекловолокно являются высококачественными волокнами, которые могут укреплять детали инженерного класса.

Итак, давайте рассмотрим углеродное волокно и стекловолокно и посмотрим, какое непрерывное армирующее волокно лучше всего подходит для вашей области применения! ‍

Получите бесплатный образец детали

Стекловолокно ‍

Стекловолокно изготавливается из неорганического кварцевого песка, нагревается до чрезвычайно высоких температур и превращается в аморфные ультратонкие волокнистые нити. Эти длинные и очень тонкие пряди стекла обладают чрезвычайно высокой прочностью на разрыв. Markforged может печатать на 3D-принтере из стекловолокна двух разных видов:

• Стекловолокно
• Высокопрочный высокотемпературный (HSHT) стекловолокно.

Армирование непрерывными прядями из стекловолокна вполне может быть нашим волокном «начального уровня», но стекловолокно может привести к невероятным улучшениям свойств печатных деталей. По сравнению, например, с АБС, печатные детали со сплошным армирующим волокном из стекловолокна в 20 раз прочнее и в 10 раз жестче при растяжении, чем обычные печатные детали из АБС. Непрерывное волокно из стекловолокна часто является идеальным выбором для изготовления оснастки / приспособления для производственных цехов или создания высокопрочных прототипов.

С другой стороны, стекловолокно HSHT лучше всего использовать для замены критически важных обработанных алюминиевых деталей. Обладая превосходной термостойкостью и прочностью на изгиб, уступая только углеродному волокну, стекловолокно HSHT представляет собой экономичное решение для непрерывного армирования для многих промышленных применений, требующих термостойкости и ударопрочности.

Кроме того, как стекловолокно, так и стекловолокно HSHT обладают некоторыми потенциально уникальными и полезными вторичными свойствами. Хотя армирующее волокно обычно находится под поверхностью, когда печатная деталь изнашивается, армирующее стекловолокно или стекловолокно HSHT может обнажиться. Белые волокна армирующего стекловолокна или стекловолокна HSHT часто изнашиваются / растекаются по поверхности износа, обеспечивая четкое указание на близкий «конец срока службы». Кроме того, прочность обнаженного волокна может действительно продлить срок службы детали. . Наличие четкого «визуального маркера износа», а также характеристики «предотвращения износа» на поздних стадиях может быть полезно в реальных промышленных / технологических приложениях.

Там, где «критические к отказу» детали используются в условиях циклического нагружения, армирование стекловолокном HSHT (в частности) может не только обеспечивать прочность, близкую к прочности армирования углеродным волокном, без обратной стороны катастрофического разрушения. Вместо этого он пластично поддается с минимальным отскоком энергии.

Поскольку оба варианта из стекловолокна являются аморфными, они предлагают улучшенное радиопрозрачное решение для многих приложений, основанных на ВЧ / антеннах.

Запросить демонстрацию

Углеродное волокно

Углеродные волокна изготавливаются из органических полимеров и обрабатываются при относительно низких температурах по сравнению со стекловолокном. Углеродные волокна являются кристаллическими по своей природе, поэтому низкотемпературная обработка происходит с помощью ряда сложных химических, термических и механических обработок. Полученный в результате материал имеет одно из самых высоких соотношений прочности к весу - выше, чем у стали и титана.

В 3D-печати углеродное волокно является предпочтительным непрерывным волокном для обеспечения жесткости. Он в 25 раз жестче, чем ABS, и в 2 раза жестче, чем любое другое непрерывное армирующее волокно Markforged.

По сравнению с алюминием 6061, углеродное волокно, напечатанное на 3D-принтере, имеет на 50% более высокое отношение прочности к весу при изгибе и на 300% в момент растяжения, что делает это волокно идеальным материалом для достижения максимальных свойств.

Сплошное армирование углеродным волокном использовалось для создания конформных приспособлений и специальной оснастки для некоторых из самых крупных и престижных мировых компаний, а также для одноразовых деталей конечного использования для высококлассных приложений для автоспорта.

Разработка более сложных генеративных компонентов в промышленности часто приводила к сложным требованиям к инструментам для «пост-финишной обработки» на дорогих 5-осевых фрезерных станках. Markforged активно участвует во множестве возможностей тестирования по всему миру сверхлегкого, сильно «демпфированного» специального «конформного» инструмента, позволяющего лидерам в Индустрии 4.0 полностью реализовать свой потенциал.

В чем разница между 3D-принтером и станком с ЧПУ?

Углеродное волокно против стекловолокна:окончательный вердикт

И углеродное волокно, и стекловолокно обеспечивают уникальные преимущества и возможности применения в зависимости от потребностей в материалах. Не стесняйтесь обращаться к нам за дополнительной помощью или советом по выбору армирующего волокна, наиболее подходящего для вашего применения.

Получите доступ к нашему бесплатному Руководство по дизайну для 3D-печати с использованием композитных материалов чтобы узнать больше.