Descubra qué factores debe tener en cuenta a la hora de elegir el tamaño de boquilla adecuado para la impresión 3D y qué debe garantizar en el utillaje de autoclave en la impresión 3D de gran formato.
Si está imprimiendo en 3D utillaje de autoclave, es fundamental conocer los fundamentos de los valores CTE de los materiales utilizados. Conocer esto le ayudará a comprender mejor cómo se comportará la pieza impresa en 3D en el autoclave y qué esperar.
Las herramientas para autoclave se utilizan normalmente en la fabricación de piezas compuestas en la industria aeroespacial o en la industria automotriz de alta gama. Las herramientas deben ser capaces de soportar altas temperaturas y presiones durante el proceso de curado del material compuesto. La impresión 3D de gran formato es un método rentable para producir herramientas para autoclave debido a su capacidad para crear formas complejas de forma rápida y precisa.
Uno de los retos de las herramientas de autoclave en general es la expansión térmica del material de las herramientas. Si calientas cualquier material, se expandirá. Si se enfría, se contraerá de nuevo. Esto también ocurre con las herramientas impresas en 3D.
Coeficiente de expansión térmica (CET): el coeficiente de expansión térmica (CET) es una medida de cuánto se expande o contrae un material en respuesta a los cambios de temperatura. Si el CTE del material de las herramientas es significativamente diferente del CTE del material compuesto que se está curando, puede provocar distorsiones y defectos en la pieza compuesta. Por lo tanto, es importante seleccionar cuidadosamente el material para las herramientas de autoclave impresas en 3D y tener en cuenta su CTE. Algunos materiales que se utilizan comúnmente para las herramientas de autoclave incluyen el invar o la espuma epoxi con un valor de CTE bajo.
En un mundo ideal, el valor CTE del material compuesto y el material para impresión 3D de gran formato que se utiliza para el utillaje sería el mismo. En ese caso, la expansión de ambos materiales en el autoclave también sería la misma.
LFAM frente a moldes y herramientas tradicionales La gran diferencia entre el material de herramientas tradicional y el material de herramientas impreso en 3D para autoclave es la forma en que se comporta en el autoclave. Sobre el papel, los materiales tradicionales tienen un CTE que es isotrópico. Esto significa que la expansión es la misma en todas las direcciones del material.
El material impreso en 3D se comportará de manera diferente, debido al proceso de producción de la herramienta. En las direcciones X e Y de las capas, el CTE será menor que en la dirección Z. Esto significa que la herramienta impresa en 3D se expandirá más en la orientación Z de la herramienta que en las direcciones X e Y. Por esta razón, siempre es mejor mantener la cantidad de capas de la herramienta lo más mínima posible, si la estrategia de impresión lo permite.
Un error general sobre la espuma epoxi es que tiene un valor de CTE isotrópico, lo que significa que la expansión del material es la misma en todas las direcciones. Esto solo es así en teoría. En la práctica, la espuma epoxi actúa como aislante. La espuma no se calentará de manera uniforme, lo que provocará una expansión desigual en todo el utillaje. Así que, de hecho, la espuma de expansión epoxi actuará como un material anisotrópico. Aunque sobre el papel sea un material isotrópico.
CTE en la fabricación aditiva de gran formato. Consulte siempre las hojas de datos proporcionadas por el proveedor del material, los valores de CTE se indicarán en estas hojas de datos. En el portal de clientes de CEAD, hay una herramienta en línea que puede calcular la expansión térmica de su herramienta impresa en 3D en el autoclave. Solo tiene que proporcionar las temperaturas para el ciclo de curado en el autoclave y los valores de CTE del material en cada dirección.