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Jul 29, 2023

Três fatos desconhecidos sobre a impressão 3D de fibra contínua do CEO da Anisoprint, Fedor Antonov

Com uma década de experiência, é seguro dizer que a Anisoprint sabe uma coisa ou duas

Com uma década de experiência, é seguro dizer que a Anisoprint sabe uma ou duas coisas sobre impressão 3D de fibra contínua. O fabricante russo é especializado em impressoras 3D de coextrusão de fibras compostas capazes de fabricar peças reforçadas de alta resistência. A empresa também desenvolve e fornece materiais reforçados com fibras que possibilitam a multiplicidade de aplicações da tecnologia de nicho.

Sentamos com a Anisoprint para saber um pouco mais sobre o assunto antes de um webinar educacional que será ministrado pelo CEO da empresa, Fedor Antonov, no dia 21 de julho.

Alto volume de fibras não é tudo

Os engenheiros que trabalham na fabricação de compósitos sabem que uma alta proporção de volume de fibra significa muito quando se trata de resistência da peça. A maioria dos componentes profissionais e industriais requer cerca de 40% a 60% quando produzidos, por exemplo, com máquinas tradicionais de colocação de fibras automatizadas. Essas máquinas colocam sistematicamente folhas de material de base ao lado de feixes de fibras, usando um rolo de pressão para induzir a adesão.

Quando se trata de peças compostas fabricadas aditivamente, empacotar em 50% seria ótimo, mas simplesmente não é viável na maioria das vezes. O problema é: maiores proporções de volume de fibra requerem mais consolidação entre as camadas para expulsar o ar preso. Isso significa apenas que mais pressão precisa ser aplicada após cada camada para que ela se una de maneira confiável às vizinhas.

Devido às limitações angulares de um rolo e às limitações de estabilidade da peça que está sendo laminada, pode ser difícil consolidar certas seções de uma peça impressa em 3D, como paredes finas ou saliências. Com essa pressão, você não pode produzir estruturas de treliça – a forma ideal para compósitos – uma vez que consistem em paredes finas. Portanto, quanto maior o volume da fibra, mais liberdade de design você abre mão – uma relação infeliz, visto que esse é um dos principais benefícios da impressão 3D.

Fibras picadas vs. fibras contínuas

As fibras fortalecedoras podem ser divididas em duas categorias principais – fibras cortadas e fibras contínuas. Eles podem parecer funcionalmente iguais, mas têm efeitos muito diferentes nas propriedades mecânicas de uma peça.

Antonov explica: "Há muita confusão entre fibras curtas e fibras contínuas. Ambas formam compósitos, mas apenas as fibras contínuas podem realmente ser vistas como 'reforços'. As fibras cortadas simplesmente preenchem a matriz do material sem qualquer orientação, enquanto as fibras contínuas correm de ponta a ponta sendo orientados na mesma direção. Como a resistência do compósito está ao longo das fibras, as fibras contínuas são a única maneira de obter uma peça resistente."

A diferença é significativa. Olhando para os próprios dados de teste internos da Anisoprint, um compósito preenchido com fibras cortadas tende a ser cerca de duas vezes mais forte que um plástico puro. Impressionantemente, um compósito preenchido com fibra contínua pode ser cerca de 30 vezes mais forte – uma diferença muito gritante.

não só carbono

A impressão de fibra de carbono é frequentemente usada de forma intercambiável com a impressão 3D de fibra contínua. Embora a fibra de carbono seja um dos mais conhecidos, existem outros materiais que podem ser usados ​​para reforço. Os engenheiros que procuram utilizar a tecnologia podem acessar fibra de vidro, aramida, basalto e até mesmo fibras naturais, pois todas têm propriedades e casos de uso variados.

A aramida, assim como a fibra de carbono, é conhecida por aumentar a resistência de uma peça, mas também adiciona excelente tolerância a impactos e danos – uma propriedade não concedida pelas fibras de carbono.

O basalto, uma alternativa econômica ao carbono, pode ser preferido quando a economia é fundamental, mas a resistência da peça não está muito no topo da lista de prioridades. Plástico reforçado com Composite Carbon Fiber / CCF da Anisoprint normalmente exibe resistências de até 860MPa. No entanto, o plástico reforçado com material à base de basalto (CBF) fica em 600MPa e é apenas dois terços do preço, dando a você mais retorno para seu investimento.

Os leitores interessados ​​em aprender mais sobre as tecnologias de impressão 3D de fibra contínua atualmente no mercado podem se inscrever para o webinar da próxima semana aqui. O palestrante, Fedor Antonov, é Ph.D em Mecânica Fundamental e tem mais de dez anos de experiência acadêmica e industrial trabalhando com materiais compósitos.