Scoprite quali sono i fattori da considerare quando si sceglie la dimensione giusta dell'ugello per la stampa 3D e quali sono i fattori da garantire negli utensili per autoclavi nella stampa 3D di grande formato.
Se state stampando utensili per autoclavi in 3D, è fondamentale conoscere le basi dei valori CTE dei materiali utilizzati. La conoscenza di questi valori vi aiuterà a capire meglio come si comporterà la parte stampata in 3D nell'autoclave e cosa aspettarsi.
Gli utensili per autoclave sono tipicamente utilizzati nella produzione di parti in composito nell'industria aerospaziale o automobilistica di fascia alta. La stampa 3D di grande formato è un metodo efficiente in termini di costi per la produzione di utensili per autoclave, grazie alla sua capacità di creare forme complesse in modo rapido e preciso.
Una delle sfide legate alla produzione di utensili per autoclavi in generale è l'espansione termica del materiale dell'utensile. Se si riscalda un materiale, questo si espande. Se si raffredda, si contrae di nuovo. Questo vale anche per gli utensili stampati in 3D.
Coefficiente di espansione termica (CTE)Il coefficiente di espansione termica (CTE) è la misura di quanto un materiale si espande o si contrae in risposta alle variazioni di temperatura. Se il CTE del materiale dell'utensile è significativamente diverso dal CTE del materiale composito in fase di polimerizzazione, si possono verificare distorsioni e difetti nel pezzo in composito. Pertanto, è importante selezionare con cura il materiale per gli utensili stampati in autoclave in 3D e tenere conto del suo CTE. Alcuni materiali comunemente utilizzati per gli utensili per autoclave sono l'invar o la schiuma epossidica con un basso valore di CTE.
In un mondo ideale, il valore CTE del materiale composito e del materiale per la stampa 3D di grande formato utilizzato per gli utensili sarebbe lo stesso. In questo caso, anche l'espansione di entrambi i materiali in autoclave è la stessa.
LFAM contro stampi e utensili tradizionaliLa grande differenza tra il materiale per utensili tradizionale e quello stampato in 3D per autoclave è il modo in cui si comporta in autoclave. Sulla carta, i materiali tradizionali hanno un CTE isotropo. Ciò significa che l'espansione è la stessa in ogni direzione del materiale.
Il materiale stampato in 3D si comporta in modo diverso, a causa del processo di produzione dello strumento. Nelle direzioni X e Y degli strati, il CTE sarà inferiore rispetto a quello della direzione Z. Ciò significa che l'utensile stampato in 3D si espanderà maggiormente nell'orientamento Z dell'utensile rispetto alle direzioni X e Y. Per questo motivo, è sempre meglio mantenere il numero di strati dell'utensile il più basso possibile, se la strategia di stampa lo consente.
Un'idea sbagliata generale sulla schiuma epossidica è che questa abbia un valore CTE isotropo, ovvero che l'espansione del materiale sia la stessa in ogni direzione. Questo è vero solo in teoria. In pratica, la schiuma epossidica agisce come un isolamento. La schiuma non si riscalda in modo uniforme, provocando un'espansione non uniforme in tutto l'utensile. Di fatto, la schiuma epossidica di espansione agisce come un materiale anisotropo. Anche se sulla carta è un materiale isotropo.
CTE nella produzione additiva di grande formatoSi prega di fare sempre riferimento alle schede tecniche fornite dal fornitore del materiale, i cui valori di CTE sono indicati in tali schede. Sul portale clienti di CEAD è disponibile uno strumento online in grado di calcolare l'espansione termica dell'utensile stampato in 3D nell'autoclave. È sufficiente fornire le temperature per il ciclo di polimerizzazione in autoclave e i valori CTE del materiale in ogni direzione.