{"id":18893,"date":"2019-05-16T00:01:17","date_gmt":"2019-05-15T22:01:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=18893"},"modified":"2019-05-17T09:36:50","modified_gmt":"2019-05-17T07:36:50","slug":"kohlefaserverstaerktes-peek-160520191","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/kohlefaserverstaerktes-peek-160520191\/","title":{"rendered":"Kohlefaserverst\u00e4rktes PEEK: Chinesische Studie untersucht Vorteile mit Intamsys"},"content":{"rendered":"

Forscher in China erforschen kohlefaserverst\u00e4rktes PEEK, und seine Leistungsf\u00e4higkeit einem Hochleistungsmaterial,<\/a> unter Verwendung der 3D-Drucktechnologie FDM<\/a>. Die Autoren teilen ihre Ergebnisse in „Flexural Properties and Fracture Behavior of CF\/PEEK in Orthogonal Building Orientation by FDM: Microstructure and Mechanism“ (zu Deutsch: Biegeeigenschaften und Bruchverhalten von CF\/PEEK in der orthogonalen Bauausrichtung durch FDM: Mikrostruktur und Mechanismus) und zeigen, wie solche Verbundwerkstoffe verschiedene Branchen beeinflussen und ver\u00e4ndern k\u00f6nnen.<\/p>\n

Wie in letzter Zeit immer h\u00e4ufiger diskutiert, haben Polymere wie kohlefaserverst\u00e4rktes PEEK aufgrund ihrer einzigartigen Festigkeit und hohen Hitzebest\u00e4ndigkeit eine immer gr\u00f6\u00dfer werdende Nachfrage in Industrien wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der \u00d6l- und Gasindustrie und dem medizinischen Sektor. In der additiven Fertigung ist die Schichthaftung jedoch ein h\u00e4ufiges Problem und PEEK bildet da keine Ausnahme. Wegen dieses Nachteils, kann die additive Fertigung die Eigenschaften von kohlefaserverst\u00e4rktem PEEK noch nicht vollst\u00e4ndig ausnutzen, vor allem verglichen mit der Nutzung des Materials in traditionellen Herstellungsverfahren wie dem Spritzgie\u00dfen. Daher versuchen die Forscher, es mit anderen Materialien zu kombinieren, um seine Festigkeit und Leistung zu verbessern.<\/p>\n

Kohlenstoff ist ein sehr beliebtes Material im industriellen 3D-Druck, da er die mechanischen Eigenschaften und die Festigkeit von Materialien verbessern kann. Jedoch leidet Kohlenstoff als 3D-Druckmaterial immer noch unter erh\u00f6hter Porosit\u00e4t und Schichthaftung. Daher kombinierten die Autoren Qiushi Li, Wei Zhao, Yongxiang Li, Weiwei Yang, and Gong Wang, Carbonfasern mit PEEK druckten und das Endprodukt in einer orthogonalen Bauausrichtung und verglichen das Ergebnis mit der Qualit\u00e4t der im Spritzguss hergestellten Teile.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Die f\u00fcr diese Studie verwendeten Teile wurden mit dem Intamsys Funmat HT<\/a> gedruckt, einem FDM-Drucker, der mit Hochleistungskunststoffen wie PEEK, PEKK, ULTEM, PPSU etc., sowie mit technischen Materialien wie PC, PA, PA, PA-CF, ABS, TPU und mehr kompatibel ist. Die 3D-Modelle wurden mit der 3D-Software Catia V5<\/a> entworfen und \u00fcber die Slicing-Software Intamsuite<\/a> importiert. Alle Proben wurden mit den gleichen Druckparametern in horizontaler und vertikaler orthogonaler Ausrichtung gedruckt. Au\u00dferdem wurde das Filament auch zu Pellets verarbeitet und anschlie\u00dfend zum Vergleich den Einspritzbedingungen unterzogen. Die Endergebnisse zeigten, dass Verbundwerkstoffe, die sowohl im 3D-Druck als auch im Spritzguss getestet wurden, eine „\u00e4hnlich hohe Festigkeit und Z\u00e4higkei<\/em>t“ aufweisen.<\/p>\n

\"kohlefaserverst\u00e4rktes

Biegeeigenschaften von gedruckten und geformten PEEK CF-PEEK-Proben.
(a) CF\/PEEK-Biegeproben mit orthogonaler Druckrichtung (horizontal und vertikal), beide gedruckt nach ISO 178:2010 (Gr\u00f6\u00dfe: 80 \u00d7 10 \u00d7 4 mm3).
(b) Typische Spannung zu Dehnungskurven von Biegeversuchen. Der Einsatz in der rechten unteren Ecke zeigt den linearen Bereich, der das Modul jeder Biegeprobe bestimmt.
(c) Die Boxplots der Biegefestigkeit und der
d) Biegemodul von Biegeproben, die die Verteilung der Versuchsdaten anzeigen.<\/p><\/div>\n

Nach Abschluss der Studie \u00fcber kohlefaserverst\u00e4rktes PEEK kamen die Autoren zu den folgenden Schlussfolgerungen: „\u00dcberraschenderweise zeigten die vertikal gedruckten PEEK- und CF\/PEEK-Verbundwerkstoffe einen Wert von 146 MPa, der dem Wert der geformten Proben \u00e4hnlich war. Ein so \u00e4hnlicher Wert zwischen gedruckten Mustern und geformten Mustern ist beim 3D-Druck selten, aber sehr erw\u00fcnscht. Die Einarbeitung von CF <\/em>[Kohlestoffasern] f\u00fchrte zu einem um 8,30% h\u00f6heren Modul f\u00fcr die CF\/PEEK-Formmuster im Vergleich zu denen der PEEK-Proben. Auch bei den vertikal gedruckten Proben wurde eine statistisch signifikante Erh\u00f6hung des Moduls beobachtet.<\/em>„<\/p>\n

\"kohlefaserverst\u00e4rktes

Differential Scanning Calorimetry (DSC) Ergebnisse von gedruckten PEEK- und CF\/PEEK-Teilen.
(a) Die Position der DSC-Testproben.
(b) W\u00e4rmefluss-Kurven von CF\/PEEK- und PEEK-Teilen.
(c) Andersartigkeit der Kristallinit\u00e4t von Schale und Kern von gedruckten PEEK-Teilen.
(d) Entsprechende Kristallinit\u00e4tsergebnisse von gedruckten CF\/PEEK-Teilen<\/p><\/div>\n

Mit dem Zusatz von Kohlefasern wurde eine erh\u00f6hte Porosit\u00e4t beobachtet. Die vier Brucharten, die im obigen Bild dargestellt sind, wurden in Biegeversuchen mit hoher Dehnung festgestellt. „Die Gestaltung einer Druckroute entlang der Spannungsorientierung, die mit der Einarbeitung einer verst\u00e4rkten Phase in die Matrix zusammenarbeitet, bietet eine effektive Methode zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen und erweitert die Anwendung des 3D-Drucks in Leichtbaugebieten<\/em>„, so die Forscher abschlie\u00dfend. „Diese Studie wird den Designern helfen, den Einfluss von Mikrostrukturen auf gedruckte Verbundwerkstoffe w\u00e4hrend des Druckprozesses zu untersuchen.<\/em>„<\/p>\n

\"kohlefaserverst\u00e4rktes

Die wichtigste Art der Verformung beim Biegen.
(a) Der Verformungsmodus der vertikal gedruckten Proben.
(b) Der Verformungsmodus von horizontal gedruckten Proben<\/p><\/div>\n

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen uns einmal mehr, dass die Zukunft des 3D-Drucks sicherlich eine Reihe von Materialkombinationen umfassen wird. Es gibt zahlreiche Kombinationsm\u00f6glichkeiten von verschiedenen Kunststoffen, Metallen und vielem mehr, die vielf\u00e4ltige Anwendungen auf einer Vielzahl von Gebieten bieten. Falls Sie mehr \u00fcber diese Studie erfahren m\u00f6chten, klicken Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

*Bildnachweis Beitragsbild: Ensinger Plastics<\/em><\/p>\n

Wie sehen Sie kohlefaserverst\u00e4rktes PEEK in der Zukunft? Wird es zur Norm werden? Teilen Sie uns Ihre Meinung mit und kontaktieren Sie uns. M\u00f6chten Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach? Registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>\u00a0und folgen Sie uns auf\u00a0Facebook<\/a>\u00a0und\u00a0Twitter\u00a0<\/a>\u00a0um stets auf dem Laufenden zu bleiben! Au\u00dferdem sind wir auch auf\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0zu finden.<\/p>\n

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