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一窺 Markforged 材料特性

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日期:2020-07-21

一窺 Markforged 材料特性

台中設備二課 / 扈師偉 Barry 
 

Markforged,一台桌上型的專業級3D列印機,獨特的材料Onyx與CFF(Continuous Filament Fabrication) 技術,能列印出比擬鋁合金強度的成品、兼具精度與速度,實威國際在2017年以其十多年來在 3D 列印領域的 經驗介紹此品牌機器。

複合材料領域,對於製造業來說最重要的一個領域就是碳纖維增強材料,可以提供與金屬相當的強度,又非常輕, 碳纖維在需要考慮重量與強度比的行業包括航空航天、汽車領域都有廣泛的應用前景。 然而在強度和剛度、抗化學性和耐熱性、導電性、媲美塑料部件的輕質特性下。碳纖維 3D 列印,勢必成為工業 級3D 列印製造的下一個大趨勢 Markforged推出了第一個3D桌上型和工業系列的 3D列印機,可以智能地嵌入連續纖維以列印複合材料部件, Markforged 的3D 列印產品比任何其他 3D打印機的零件要強得多,更堅固,更具抗衝擊性。接下來我們就來介 紹一下 Markforged 的材料是怎們幫助我們做到。 

Markforged 是一台雙噴頭的 3D 印表機 材料區主要分為兩種系列  Onxy 塑膠原料 (尼龍 + 短碳纖維)      Onxy 是一種黑色長絲,由堅韌的尼龍和短碳纖維組合而成。它提供剛性和尺寸穩定的工程級零件,比ABS 強40%。它提供了一個尼龍的韌性與纖維增強塑料的附加剛度,變形點的為145°C(293°F)。 這樣優質的材料 特性可以解決以往3D列印容易產生翹曲及變形的問題。 為何可減少翹曲是因為 Onxy 硬度比大多數3D列印塑料更硬,具有不同的熱性能,這大大地減少了構建板的剝 離,允許更大程度的模型突出(無論是否有支撐),並且在3D列印時確保高尺寸精度。一旦Onxy 被擠出,它的 形狀就更加真實,這意味著您的產列印物件對CAD模型會更加準確。


  •  纖維材料 (填充材料) 透過 Markforged的第二個列印頭,可以列印連續纖維加強部件內部,進而獲得驚人的性能。您可以選擇四種纖 維材料,- Fiberglass、Carbon Fiber、 Kevlar、 HSHT Fiberglass    在不同的應用中中做使用,從 而極大地提升強度,韌性和其他性能。 
1. Fiberglass  :     

Markforged 玻璃纖維是一種連續纖維,旨在強化Onxy 或堅韌尼龍,並可以提升了Onxy 部件強度的 5 倍。用於各種堅固耐用的零件。 


2. Carbon Fiber :     
碳纖維複合材料是眾所周知的高性能,優異和輕質的材料。Markforged為您提供3D列印連續碳纖維 的唯一方法,並獲得最令人印象深刻的材料屬性。碳纖維增強材料適用於需要盡可能高的剛 度和強度但輕如羽毛的應用。 


3. Kevlar :
Kevlar具有最好的耐磨性,是最靈活的纖維材料。當您需要耐用和耐衝擊的部件時,Kevlar將可承 受到高的衝擊。 


4. HSHT Fiberglass :
高強度,高溫(HSHT)玻璃纖維是用於在較高溫度環境中需要強力部件的材料,其熱變 形溫度可達 150°C。      圖片是一個電纜線束,其製作需要一個矽膠外殼包在金屬外側。因此使用 HSHT Fiberglass 材料印製模具       並將其矽膠射到模具中,因HSHT Fiberglass可承受到 150°C 可以防止注射進行時模具發生變形。 


 
Markforged 零件有多強? 
在Markforged  3D列印機上的零件可以設計成具有鋁的抗彎強度和鋼的拉伸強度。它們可以比 6061-T6 重量 級更強,並且高達最好的碳纖維複合材料的強度的 1/3。 性能數據(包括在數據表中)是從 Instron®萬能試驗機的 3點彎曲試驗中以優選纖維取向收集的。在下圖中可以 看到性能能力,包括Markforged材料以及鋁和使用 3D列印的ABS: 
 
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