3D-printen met carbonfilament zorgt voor extreem stijve en duurzame modellen. Meestal worden
In het kort. Voor 3D-printen worden vooral plastic materialen gebruikt. Tijdens en na het printen word je blootgesteld aan chemische stoffen. Deze stoffen kunnen voor irritatie aan de ogen en luchtwegen zorgen.
Continue 3D-printing met koolstofvezel is beschikbaar op een aantal gespecialiseerde FDM 3D-printers en de onderdelen die hiermee worden geproduceerd, kunnen qua sterkte vergelijkbaar zijn met traditionele koolstofvezelonderdelen. Ze zijn echter wel vergelijkbaar met FDM-printers met gehakte vezels, maar dan op het XY-vlak.
Wat is Carbon filament? Carbon filamenten zijn in principe filamenten zoals PLA, PETG, Nylon, ABS etc.waarbij extra kleine vezels zijn toegevoegd. Deze koolstofvezels zijn erg sterk, waardoor het 'basis filament' in sterkte en stijfheid toeneemt.
Dit betekent dat je theoretisch gezien ongeveer 166 van deze balken kunt printen met 1 kg PLA-filament.
Lengte van filament – Een spoel van 1 kg van 1,75 mm PLA-filament bevat ongeveer 560-570 meter filament. Dit is genoeg om ongeveer 20-30 middelgrote modellen te printen. Spoelen wegen – U kunt de spoel wegen voor en na het printen van een model om een realistisch cijfer voor gebruik te krijgen dat kan worden geëxtrapoleerd voor toekomstige prints.
Wanneer er pakweg 20 doorsnee huishoudelijke artikelen worden geprint tijdens een 25 uur durende printsessie, gebruikt de gemiddelde 3D printer ongeveer 2,6 kwH aan stroom. De onderzoekers berekenden dat op basis van deze gegevens de gemiddelde kostprijs per product op anderhalve euro uitkomt.
PETG- en ABS filament zijn de sterkste filamenten.
Hét grote voordeel van carbon is het gewicht in combinatie met de stijfheid. Carbon geeft uitermate lichtgewicht frames waar veel kracht op kan komen te staan, zonder dat er energie verloren gaat. Carbon filtert ook wat trillingen. Carbon frames zijn niet buigbaar, waardoor je er gewoon ontzettend hard mee kan fietsen.
Creality CR-Carbon is een zeer duurzaam koolstofvezelfilament voor 3D-printen dat niet giftig en geurloos is, eenvoudig te voeren en te vormen is en tegelijkertijd hoogwaardige modellen zonder kromtrekken en luchtbellen produceert.
Het meest gebruikte gehakte composiet 3D-printmateriaal is gehakte koolstofvezel - waarbij koolstofvezelstukken worden gemengd met traditionele 3D-printkunststoffen zoals nylon, ABS of PLA. Het toevoegen van deze "vulling" aan thermoplasten is een materiaalboosterpakket.
Koolstofvezel is in de volksmond beter bekend als Carbon, maar wat is het nu precies? Koolstofvezel is een materiaal dat bestaat uit extreem dunne vezels van koolstof. De vezels met een dikte van ca. 5-10 micrometer bestaand uit langgerekte koolstofkristallen die min of meer evenwijdig zijn met de vezel..
Het korte antwoord is dat dit filament niet "sterker" is, maar juist stijver. De toegenomen stijfheid van de koolstofvezel betekent een toegenomen structurele ondersteuning, maar een afgenomen flexibiliteit, waardoor onze Carbon Fiber PLA een ideaal materiaal is voor frames, steunen, schalen, propellers, gereedschappen...
Voedselveilige 3D-printfilamenten zijn PLA, PP, co-polyester, PET, PET-G, HIPS en nylon-6, evenals sommige merken ABS, ASA en PEI. Onderdelen die in de vaatwasser moeten, zijn uitgesloten van PET, nylon en PLA. Deze kunststoffen worden namelijk zacht en vervormen rond 60-70 °C.
Over het algemeen is het onmogelijk om hele dunne features te printen, tenzij ze breder zijn dan de minimale printbare feature-grootte voor een bepaald additief proces . We zien vaak dat architecten en game-ontwerpers proberen om elementen in een 3D-model te produceren met oneindig kleine diktes (denk aan haar, capes en zeilen).
Het bevat geen schadelijke stoffen zoals bisfenol A (BPA) of ftalaten, die in sommige andere kunststoffen worden aangetroffen en potentieel schadelijk kunnen zijn voor de gezondheid. Bovendien zijn er geen bekende giftige bijproducten die vrijkomen wanneer PLA wordt gebruikt of verwerkt.
De productie van kwalitatief hoogstaande carbon modellen is vrij prijzig, omdat hiervoor de constructie van een titanium "skelet" vereist is om ondoordringbaarheid te garanderen, die vervolgens onder hoge druk wordt overgoten met een mix van hars en koolstofvezel.
Carbon biedt superieure prestaties en comfort maar komt met een hoger prijskaartje. Aluminium biedt een goede mix van duurzaamheid, prestaties en prijs, wat het een praktische keuze maakt voor veel fietsers.
De levensduur van carbon is oneindig maar toch blijft carbon wel gevoelig voor directe impact. Gelukkig is een carbon frame gemakkelijk te repareren en wanneer dit goed wordt gedaan heeft het geen invloed op de levensduur van je frame.
PETG staat voor Polyethyleen Terephthalate Glycol. Het is een robuust en flexibel materiaal dat ideaal is voor 3D-printen. Het is minder broos dan PLA en biedt betere maatvastheid dan ABS, waardoor het een populaire keuze is voor een verscheidenheid aan 3D-printtoepassingen.
In termen van sterkte en duurzaamheid wordt PLA beschouwd als een relatief sterk materiaal, maar het heeft enkele beperkingen. Hoewel het stijf en sterk kan zijn, met een treksterkte van 50 MPa , is het ook brozer dan andere materialen zoals ABS of PETG.
Bijna alles wat je wilt, PLA is vrij resistent tegen petrochemicaliën, vetten en oplosmiddelen die worden gebruikt om ze te vervoeren.
Grofweg kan je wel een indicatie geven puur als richtlijn aan welke prijzen je ongeveer moet denken met bepaalde functies: Degelijke all-rounder 3D printer: ± €400 - €500. Dual extruder / IDEX 3D printer: ± €700 - €1.000. 3D printer met verwarmde kamer: > €5.000.
Gemiddeld verbruikt een 3D-printer ongeveer 50 watt (0,05kWh) tot 500 watt (0,5kWh) per uur. Bij het gemiddelde Amerikaanse elektriciteitstarief van $0,13 per kWh kunnen de kosten variëren van $0,0065 tot $0,065 per uur . Voor een printopdracht van 10 uur kunnen de elektriciteitskosten dus variëren van $0,065 tot $0,65.
Dus hoeveel kost 3D-printen? Wanneer we de initiële kosten in ogenschouw nemen, kan de prijs van 3D-printen over het algemeen variëren, afhankelijk van de complexiteit, grootte en complexiteit van de 3D-print. Een kleine 3D-print met een lage complexiteit kost misschien maar $ 0,50 om te produceren, terwijl een grotere 3D-print met een hoge complexiteit rond de $ 400 kan kosten.