Пластик Roboze Carbon PA PRO

Roboze Carbon PA PRO - композитный филамент для 3D-принтера на основе полиамида 6 (PA 6) с 15 % (по массе) рубленого углеродного волокна. Roboze Carbon PA PRO держит на растяжении 171 МПа на ребре (XZ) при модуле упругости 13 ГПа, а плотность материала - 1,232 г/см³. Филамент диаметром 1,75 мм чёрного цвета рассчитан на лёгкие нагруженные детали, которые заменяют металлические.

Полиамиды - частично кристаллические полимеры: звенья цепи связаны амидными группами, и взаимодействие соседних цепей собирает их в кристаллиты. Матрицу Carbon PA PRO Roboze подобрала так, чтобы кристаллическая фаза плавилась при 234 °C: так снижается температура экструзии и материал проще перерабатывать. Рубленое волокно даёт прочность, жёсткость и теплостойкость, а полиамид - вязкость при низких температурах. Roboze Carbon PA PRO мало впитывает влагу, слабо коробится и держит размеры, а ещё стоек к бензину, дизельному топливу, простым и сложным эфирам.

Roboze Carbon PA PRO входит в основной список материалов ARGO 500 HYPERSPEED и ARGO 500 HYPERSPEED MR, образцы для паспорта напечатаны на ARGO 500 соплом 0,6 мм. Перед печатью филамент сушат при 90 °C 8 часов в сушилке HT Dryer, а образцы перед испытаниями выдерживали 4 часа в печи при 90 °C. В пеллетах (гранулах) Carbon PA PRO есть и в списке материалов ARGO 1000 HYPERMELT для крупных деталей.

По ASTM D638 (тип IV, 25 °C, сухие образцы) Roboze Carbon PA PRO даёт на ребре (XZ) 171 ± 5 МПа, плашмя под ±45° - 142 ± 1,7 МПа, стоя (ZX) - 34 ± 2 МПа. Модуль упругости - 13, 8,7 и 2,6 ГПа, удлинение при максимальной нагрузке - 1,58, 2,2 и 1,6 % соответственно. Стоячие образцы фрезеровали из напечатанных стенок 120 × 3,2 × 60 мм, чтобы постобработка меньше влияла на результат. Нагруженное направление детали выгоднее располагать в плоскости слоя.

Температура изгиба под нагрузкой Carbon PA PRO по ISO 75-2 - 92 °C при 1,8 МПа (91 °C после кондиционирования) и 145 °C при 0,45 МПа (128 °C после кондиционирования). Стеклование - 70 °C, кристаллизация - 180 °C, кристаллическая фаза плавится при 234 °C (ДСК по ISO 11357, 20 °C/мин). После кондиционирования HDT Carbon PA PRO почти не меняется при 1,8 МПа и снижается при 0,45 МПа, поэтому влажность среды учитывают при проектировании. Показатель текучести расплава - 42,2 см³/10 мин при 275 °C и нагрузке 5 кг. Испытания провела аккредитованная независимая лаборатория.

Roboze Carbon PA PRO берут там, где деталь работает под высокой механической нагрузкой. В автоспорте из него печатают спойлеры и другие аэродинамические детали, в авиации - рамы дронов и конструкционные детали беспилотников, в промышленности - рамы роботизированных линий, центрирующие приспособления и захваты. Прочность на растяжение на ребре сопоставима с алюминием, поэтому материал рассматривают для замены металла в нагруженных узлах.

Параметры печати образцов Carbon PA PRO подбирали ради оптимального сочетания механики, качества поверхности и максимальной плотности. На растяжение испытывали по пять образцов каждой ориентации со скоростью 1 мм/мин для модуля и 50 мм/мин до разрыва; плашмя заполнение шло под ±45°, на ребре и стоя - под 0°. Поддержки с образцов снимали вручную, а результат в паспорте - среднее значение со стандартным отклонением. Паспорт Roboze Carbon PA PRO напоминает, что результат испытания на растяжение зависит от его параметров, и рядом с кривыми «напряжение - деформация» показывает поверхности излома образцов всех трёх ориентаций.

Вместе с PDO компания Roboze выпускает из суперполимеров и композитов неметаллические лопасти вентиляторов для охлаждения электродвигателей мощностью 17 МВт: лопасти не корродируют, а производство выходит быстрее и дешевле. Детали беспилотников из Roboze Carbon PA PRO получаются легче и прочнее и подгоняются под конкретный аппарат. Для деталей, которые работают при более высокой температуре, есть Carbon PEEK с длительной рабочей температурой 260 °C.

Полиамидная матрица Carbon PA PRO стойка к ароматическим и галогенированным углеводородам, смазкам и маслам, поэтому материал широко используют в машиностроении и автоспорте, где детали контактируют с техническими жидкостями. Другие материалы - в разделе Композитный пластик для 3D-принтера.

Roboze учит инженеров заказчиков в собственной Roboze Academy: в программе есть курсы по композитам и суперполимерам, проектированию под аддитивное производство и испытаниям деталей на нагрев и износ. Если останутся вопросы, наши специалисты помогут.