3D Baskılarda Karbon Nanofiberin Rolü
3D Baskı Nedir?
3D baskı, bilgisayarları kullanarak üç boyutlu katı cisimler yapma işlemine dayanır. Nesne, sıvı moleküller veya toz taneleri gibi taramalı malzeme katmanları tarafından yaratılır. Geleneksel üretim yöntemleriyle karşılaştırıldığında 3D baskı, daha az malzeme kullanarak karmaşık şekilli ürünlerin üretimine olanak tanır. Hassaslık, tekrarlanabilirlik ve çok çeşitli sarf malzemeleri nedeniyle 3D baskı, aynı zamanda katkı maddesi olarak da adlandırılan endüstriyel bir üretim teknolojisi olarak tanımlanmaktadır.
İlave üretim, malzemeyi kesin geometrik şekillerde biriktirmek için CAD (bilgisayar destekli tasarım) yazılımı veya 3D nesne tarayıcıları gerektirir. Ardışık her katman, erimiş veya kısmen erimiş malzeme benzeri metal tozu, termoplastikler, seramikler, camlar ve hatta çikolatalardan oluşan önceki katmana bağlanır. Tüm malzemeler soğudukça, üç boyutlu bir nesne oluşturmak için bir araya gelirler. Temelde katkı üretimi bu şekilde çalışır.
Karbon Nanofiber:
Karbon, metalden sonra en popüler ikinci malzemedir. Tek başına, karbon atomları birlikte gruplandırılmış olarak kullanılamaz, çünkü ince, kırılgan yapıları nedeniyle kırılması kolaydır. Bununla birlikte, bir grup oluşturup birbirlerine bağlandıklarında, fiberler çok güçlü ve hafif bir kompozit materyal oluşturur.
3D Baskıda Karbon Nanofiber:
Bugün iki tane karbon nanofiber baskı yöntemimiz var: doğranmış karbon nanofiber dolgulu termoplastik ve sürekli karbon nanofiber takviye. Her iki yöntemde karbon nanofiber kullanıyor, ancak aradaki fark çok büyük. Nasıl çalıştıklarını ve özelliklerinin ne olduğunu anlarsak, amacımıza uygun olanı seçebileceğiz. Kıyılmış karbon nano lifleri standart bir yazıcıdan basılır ve küçük doğranmış tellerle güçlendirilmiş bir termoplastik içerir. Bununla birlikte, sürekli karbon nanofiberlerin imalatı, sürekli karbon nanofiber ipliklerine dayanan farklı bir işlemdir.
Kıyılmış karbon nanofiber, normal olarak daha zayıf malzemelerin kuvvetlerini artırarak basmaya yardımcı olur. Daha sonra, malzeme naylon, PLA veya ABS gibi termoplastiklerle karıştırılır. Karbon nanofiberin buradaki rolü, boyutsal stabilitesini, yüzey kalitesini ve hassasiyetini arttırırken modelin gücünü ve esnekliğini arttırmaktır. Bununla birlikte, modelin gücüne öncelik verirken, karbon nano lif, bileşenin kalitesinin düşmesine neden olacak malzemeyi aşırı doyurabilir.
Kıyılmış karbon nanofiber, prototiplerin ve son kullanım parçalarının üretimi için iyi bir seçenek olsa da, metal parçalar üretirken ilk tercih değildir. Metal parçalar daha yüksek mukavemet gerektirdiğinden, sürekli karbon nanofiber, bu üretim için kullanılan yöntemdir. Kıyılmış karbon nanofiber birbirine yapışmış küçük parçalardan oluşurken, sürekli karbon nanofiber aynı bileşene sahiptir, ancak aynı parçanın yükleme yüzeyleri arasında kesintisiz bir bağlantı oluşturur. Bu bağlantı sayesinde, sürekli karbon nanofiber, kıyılmış ve sürekli karbon nanofiberlerini birbirinden ayıran malzemenin birleşik dayanıklılığına ekstra güç katar.