La fibra di carbonio è un materiale più utilizzato nella stampa 3D, ma dovrebbe esserlo in tutti i materiali?
So cosa stai pensando: questo scrittore è fuori di testa e forse hai ragione. Ma ascoltami, potrebbero esserci buone ragioni per farlo.
I filamenti in fibra di carbonio in realtà non sono realizzati in fibra di carbonio. Sono una combinazione di un polimero, spesso PA, PC o PETG, rinforzato da minuscoli segmenti di fibra di carbonio tritata. Questi piccoli frammenti agiscono come “mattoni” nella “malta” e fanno sì che la stampa risultante sia molto più forte di quanto sarebbe altrimenti con un solo materiale polimerico.
Si noti che l’approccio della fibra di carbonio tritata è abbastanza diverso dai sistemi in fibra di carbonio continui molto più rari. Questi hanno letteralmente una bobina di fibra di carbonio, che viene intrecciata nella stampa mentre procede. Ciò fornisce alle stampe una resistenza estrema, anche rivaleggiando o superando quella delle parti metalliche, rendendo “CCF” applicabile per applicazioni industriali per sostituire parti metalliche pesanti.
I filamenti in fibra di carbonio tagliati sono ampiamente disponibili in questi giorni e possono essere utilizzati sulla maggior parte delle stampanti 3D, purché abbiano un sistema di estrusione aggiornato con componenti temprati per resistere all’abrasione dovuta al passaggio di punte in fibra di carbonio. Gli ugelli in ottone standard, ad esempio, possono essere rovinati dall’erosione di solo una o due bobine di materiale CF.
Supponiamo che le stampanti 3D abbiano questi componenti temprati e siano in grado di stampare liberamente in 3D materiali CF.
Ci sono due grandi vantaggi con il materiale CF rispetto ai materiali di stampa 3D “normali”.
Il primo è ovviamente parte della forza, come descritto sopra. Potresti pensare che la forza CF aggiunta possa essere applicabile solo alle parti che ne hanno bisogno, ma ho un altro pensiero.
Tutte le parti stampate in 3D meritano di avere una maggiore forza. Ci sono state molte volte in cui ho stampato in 3D un piccolo oggetto decorativo, solo per farlo cadere sul pavimento e farlo rompere. Quelle erano parti che non erano progettate per un uso intenso, ma dovevano comunque sopportare gli impatti. Vedo che ogni parte guadagna qualcosa dall’uso di CF.
Ma c’è un altro vantaggio nascosto nei materiali CF.
La fibra di carbonio risulta essere un eccezionale conduttore di calore ed elettricità. Ciò significa che mentre la stampa procede, il calore dell’ugello e il materiale fresco attraverseranno più facilmente la stampa, aiutati dalla fibra di carbonio.
Perché questa è una cosa buona? È a causa della deformazione, la rovina degli operatori di stampanti 3D.
La deformazione si verifica quando la differenza termica tra gli strati di una stampa è così estrema che la parte si deforma e si solleva dal piano di stampa. Ciò può causare un errore di stampa catastrofico.
Il problema è che mentre la parte inferiore della stampa è riscaldata e la parte superiore è calda per le nuove estrusioni, la parte centrale è fredda. Il materiale freddo si restringe e questo è ciò che fa arricciare la stampa.
E se il materiale CF fosse in grado di condurre più calore attraverso quella sezione centrale? Il calore si trasferirebbe più facilmente dalla lastra di stampa riscaldata nella parte inferiore e dalle estrusioni calde fresche nella parte superiore.
Il risultato potrebbe essere stampe 3D più affidabili (e forti).
Tutti vogliono quegli attributi, quindi sembrerebbe un passo naturale rendere il materiale CF un predefinito per la maggior parte delle stampanti 3D FFF, vero?
Ci sono un paio di aspetti negativi, tuttavia.
In primo luogo, il materiale CF è più costoso, a volte molto più costoso. Tuttavia, se il materiale CF fosse un valore predefinito, vedremmo un calo significativo dei prezzi a causa delle economie di scala. Ci sarebbero anche risparmi in quanto ci sarebbero meno errori di stampa che sprecano completamente materiale. Questo potrebbe andare in pareggio a un certo punto? Forse.
In secondo luogo, le stampanti 3D sarebbero leggermente più costose a causa dell’aggiunta di componenti compatibili con CF. Tuttavia, questo sarebbe un costo relativamente piccolo e nel tempo le economie di scala recupererebbero.
Infine, e questo potrebbe essere il problema più grande, è che il materiale CF è essenzialmente di colore nero. Non esiste un filamento CF bianco o colorato, perché il carbonio è nero. Non vedo alcun modo per aggirare questo problema e un’impostazione predefinita del materiale CF interromperebbe l’uso dell’ampio spettro di fantastici colori del filamento di stampa 3D che è emerso di recente.
Cosa ne pensi? Il CF dovrebbe diventare un materiale predefinito per le stampanti 3D FFF? O tutte le stampanti 3D dovrebbero essere naturalmente in grado di usarlo senza bisogno di aggiornamenti?
Kerry Stevenson da fabbaloo.com
