Glasfaser vs. Kohlefaser

Sowohl Glasfaser als auch Kohlefaser sind bewährte Verstärkungsmaterialien. Beide sind in der Welt der Verbundwerkstoffe ein Synonym für extrem hohe Zugfestigkeit, wurden jedoch in der Vergangenheit für sehr unterschiedliche Anwendungen verwendet und haben einen unterschiedlichen Ruf.

Glasfaser galt lange Zeit als „billiges“ Material. Bootsbau, preiswerte Strukturbauteile und Entwässerungsprodukte sind die Hauptanwendungsgebiete des Materials. Kohlefaser hingegen ist zum Synonym für Geschwindigkeit und hohe Leistung geworden. Es ist oft bei Rennwagen, neuen Passagierjets und anderen High-End-Lösungen zu sehen. Im Zusammenhang mit dem 3D-Druck sind sowohl Kohlefaser als auch Glasfaser hochwertige Fasern, die technische Teile verstärken können.

Also, lassen Sie uns Kohlefaser im Vergleich zu Glasfaser untersuchen und sehen, welche die beste kontinuierliche Verstärkungsfaser für Ihre Anwendung ist!‍

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Glasfaser

Glasfaser wird aus anorganischem Quarzsand hergestellt, auf extrem hohe Temperaturen erhitzt und zu amorphen ultrafeinen Fasersträngen gezogen. Diese langen, extrem dünnen Glasstränge besitzen eine extrem hohe Zugfestigkeit. Markforged kann zwei verschiedene Glasfasersorten in 3D drucken:

• Fiberglas
• Hochfeste Hochtemperatur-Glasfaser (HSHT)

Die Verstärkung mit endlosen Glasfasersträngen mag unsere „Einstiegsfaser“ sein, aber Glasfaser kann einige unglaubliche Verbesserungen der gedruckten Teileeigenschaften bewirken. Im Vergleich zu ABS beispielsweise sind gedruckte Teile mit Glasfaser-Endlosverstärkungsfasern 20x stärker und 10x steifer in der Zugspannung als ein herkömmliches gedrucktes ABS-Teil. Für Werkzeuge/Befestigungen in Fabrikhallen oder hochfeste Prototypen, die zu einem hohen Preis gebaut werden, ist Glasfaser-Endlosfaser oft die perfekte Wahl.

HSHT-Fiberglas hingegen wird am besten verwendet, um geschäftskritische bearbeitete Aluminiumteile zu ersetzen. Mit überlegener Hitzebeständigkeit und Biegefestigkeit, die nur von Kohlefasern übertroffen wird, bietet HSHT-Glasfaser eine kostengünstige kontinuierliche Verstärkungslösung für viele industrielle Anwendungen, die Hitze- und Schlagfestigkeit erfordern.

Darüber hinaus bieten sowohl Glasfaser als auch HSHT-Glasfaser einige potenziell einzigartige und vorteilhafte sekundäre Eigenschaften. Obwohl die Verstärkungsfaser normalerweise unter der Oberfläche enthalten ist, kann die Verstärkungsfaser oder HSHT-Faser freigelegt werden, wenn ein gedrucktes Teil verschleißt. Die weißen Fasern des verstärkenden Glasfasers oder HSHT-Glasfasergewebes fransen/verbreiten sich oft über die Verschleißoberfläche, was einen klaren Hinweis auf das nahe „Ende der Lebensdauer“ liefert. Außerdem kann die Zähigkeit der freiliegenden Faser die Lebensdauer des Teils verlängern. . Ein deutlicher „visueller Verschleißmarker“ sowie ein „Verschleißpräventions“-Merkmal im Spätstadium können in realen Industrie-/Prozessanwendungen nützlich sein.

Wo „ausfallkritische“ Teile unter zyklischen Belastungsbedingungen verwendet werden, kann insbesondere die HSHT-Glasfaserverstärkung nicht nur eine Festigkeit nahe der einer Kohlefaserverstärkung bieten, ohne die Kehrseite eines katastrophalen Versagens. Stattdessen gibt es mit minimalem Energierückprall plastisch nach.

Da beide Glasfaservarianten amorph sind, bieten sie eine verbesserte strahlendurchlässige Lösung für viele HF-/Antennen-basierte Anwendungen.

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Kohlefaser

Carbonfasern bestehen aus organischen Polymeren und werden im Vergleich zu Glasfaser bei relativ niedrigen Temperaturen verarbeitet. Kohlenstofffasern sind von Natur aus kristallin, wobei die Niedertemperaturverarbeitung durch eine Reihe komplexer chemischer, thermischer und mechanischer Behandlungen erfolgt. Das resultierende Material hat eines der höchsten verfügbaren Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse – höher als Stahl und Titan.

Im 3D-Druck ist Kohlefaser die Endlosfaser der Wahl für Steifigkeit. Sie ist 25x steifer als ABS und 2x steifer als jede andere durchgehende Markforged-Verstärkungsfaser.

Im Vergleich zu 6061 Aluminium hat 3D-gedruckte Kohlefaser ein um 50 % höheres Festigkeits-Gewichts-Verhältnis bei der Biegung und 300 % beim Zugmoment, was diese Faser zum Material der Wahl für maximale Eigenschaften macht.

Durchgehende Carbonfaserverstärkungen wurden verwendet, um konforme Vorrichtungen/Vorrichtungen und Spezialwerkzeuge für einige der größten und renommiertesten globalen Unternehmen bis hin zu einmaligen Endverwendungsteilen für High-End-Motorsportanwendungen herzustellen.

Die Entwicklung komplexer generativ konstruierter Komponenten in der Industrie hat oft zu einem komplexen Werkzeugbedarf für die „Nachbearbeitung“ auf teuren 5-Achs-Fräsmaschinen geführt. Markforged nimmt aktiv an vielen Benchmarking-Möglichkeiten rund um den Globus für ultraleichte, stark „gedämpfte“ Spezialwerkzeuge für „konforme“ Werkzeuge teil, die es führenden Unternehmen der Industrie 4.0 ermöglichen, ihr volles Potenzial auszuschöpfen.

Was ist der Unterschied zwischen einem 3D-Drucker und einer CNC-Maschine?

Kohlefaser vs. Glasfaser:Das endgültige Urteil

Sowohl Kohlefaser als auch Glasfaser bieten je nach Materialbedarf einzigartige Vorteile und Anwendungen. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, um weitere Hilfe oder Beratung zu erhalten, welche Verstärkungsfaser für Ihre Anwendung am besten geeignet ist.

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