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May 30, 2023

史上最強のガラス

カナダの新興企業 Fortis3D は、さまざまな産業用途向けに 2 つの新しい 3D プリント材料を発売します。 PA-GF20およびPK-GF20の発売に伴い、Fortis3Dは詳細な分析を提供しました。

カナダの新興企業 Fortis3D は、さまざまな産業用途向けに 2 つの新しい 3D プリント材料を発売します。 PA-GF20 および PK-GF20 の発売に伴い、Fortis3D は各フィラメントの材料特性の詳細な分析を提供し、エンジニアが長所と適切な用途を理解できるようにしました。

ポリマー工学の背景を活用して、Fortis3D の科学者とエンジニアのチームは、他のものよりも強く、ガラス繊維の含有量が少ないことを特徴とする強化ポリアミド (PA)、またはナイロン、およびポリケトン (PK) の 3D プリンティング フィラメントを作成しました。

「市場にあるほとんどの繊維強化フィラメントは、比較的強くて硬い部品を製造できるものの、射出成形用の従来の繊維強化樹脂ほどの強度には及ばないことがわかりました。 また、高価な産業機械を使用しているユーザーだけでなく、より多くのユーザーが高強度材料を利用できるようにしたいと考えていました。 両方の目標を念頭に置き、市場で最も強度が高く、ミッドレンジのプリンタを使用するユーザーでも非常に高強度の部品を作成できるように、これら 2 つの材料を開発しました」と Fortis3D のビジネス マネージャー、ウェイン ラムは述べています。

PA-GF20とPK-GF20の特徴

Fortis3D の PA-GF20 および PK-GF20 チョップド グラスファイバー強化材料は、高性能機能コンポーネントの 3D プリントを目的としています。 どちらも優れた機械的強度に加え、耐薬品性、耐高温性、耐衝撃性、耐摩耗性を備えており、過酷な環境でも耐久性があります。 この材料は、工業用最終用途部品から治具や固定具まで幅広い用途に使用されます。

業界の他のほとんどのガラス繊維強化フィラメントは、非常に短く (100 ～ 300μm) 、さまざまな樹脂に組み込まれた粉砕ガラス繊維を使用しています。 強度と印刷適性は優れていますが、脆い場合があります。 チョップド グラス ファイバーはより長く (3 mm)、ベースのプラスチック材料の靭性を維持しながら非常に高い強度を提供しますが、組み込むのはより困難です。 どちらのタイプの繊維も通常、配合プロセス中にさらに分解され、最終製品の繊維が短くなります。 したがって、繊維の破損を最小限に抑えるために加工中に予防措置を講じる必要があります。

3Dプリント材料 PA-GF20、PK-GF20の技術データ

Fortis3D の開発チームは、繊維の充填量と処理変数を最適化し、ガラス繊維の充填量が少なく、この分野で「最も強力な」繊維強化 PA フィラメントの 1 つを生成しました。 ガラス繊維の使用量が減少することで、印刷適性、ノズルの摩耗、および表面仕上げが向上します。 コンディショニング後でも78MPaの高い引張強度を達成するために、化学カップリング剤を追加してガラス繊維とポリマーマトリックスの接着を強化しました。

射出成形と比較して、これは 90% 以上の引張強度の保持を実現し、他の主要ブランドのガラスおよび炭素繊維強化ナイロン素材よりも頑丈です。 Fortis3D の SnapPrint PA と同様のナイロン コポリマーを採用すると、一般的な PA6GF フィラメントと比較して、水分の吸収が 30% 低下します。 PA6GF フィラメントとは対照的に、フィラメントを周囲条件に放置した場合でも糸引きが最小限に抑えられます。

日数ごとに保持される水分をグラフで表示します。 Fortis3D 経由でグラフ化します。

ポリケトン (PK) はプロピレン、エチレン、一酸化炭素のターポリマーで、PA12 と同様の特徴を持ちますが、吸湿性が低く、耐薬品性と耐衝撃性が高く、摩擦と摩耗が軽減されています。 また、ナイロンとは異なり、吸湿後も機械的強度を維持します。 環境の面では、ポリケトンの製造はナイロンの製造よりも CO2 発生量が最大 60% 少なくなります。 しかし、過度の反りや、ほとんどのベッド用接着剤や材料に対する接着力がないため、単独で印刷することは非常に困難です。 これを解決するために、Fortis3D の開発チームは、反りを大幅に軽減し、PVA 接着剤だけでほとんどのベッド素材に準拠できる独自の配合を作成しました。 強度と剛性を高めるためにチョップドグラスファイバーが追加され、過度の水分吸収の危険性がなく、業界の他のカーボンまたはグラスファイバー強化ナイロンに匹敵する材料が得られました。 吸湿性は一般的な PA6GF フィラメントと比較して約 70% 低く、これは、周囲条件に 1 週​​間放置しても糸引きが制限され、部品の強度が影響を受けないことを意味します。