3D打印尼龍玻纖材料的簡介和性能

魔猴君  知識堂   1953天前

隨著社會的不斷發(fā)展，質(zhì)地單一的材料已無法滿足人們對材料多方面性能的要求。用不同性能的基材進(jìn)行復(fù)合，充分發(fā)揮優(yōu)勢互補(bǔ),在不過多損害聚合物材料其他性能的同時，使其某些特定性能得到大幅度的提高，或者被賦予一-些新的用途，從而進(jìn)一步拓寬高聚物材料的應(yīng)用領(lǐng)域，這已逐漸成為新材料發(fā)展的必然趨勢。本文主要介紹下3D打印尼龍玻纖特性。

魔猴3D打印尼龍玻纖

1、玻璃纖維簡介

玻璃纖維(Glass Fiber)是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料， 主要包含二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣和氧化鈉等無機(jī)鹽。其單絲直徑從幾微米到幾十微米不等,大約相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/20~1/5。玻璃纖維在實際使用時往往需集束使用,每束纖維原絲由上百根纖維單絲組成。玻璃纖維作為復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料、絕熱保溫材料和電絕緣材料廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。

玻璃纖維的基本特點(diǎn)主要包括

①拉伸強(qiáng)度高,伸長率小(一般小于3%)。

②彈性系數(shù)大.剛性比較佳。

③是無機(jī)纖維，不易燃燒且耐化學(xué)性好。

④吸水性小，可透過光線。

⑤耐熱性、尺度穩(wěn)定性都比較好。

⑥價格便宜，高溫下可熔成玻璃狀小珠。

玻璃纖維特別是玻璃棉和有機(jī)纖維相比,它具有耐高溫性、不燃性、抗腐蝕性、電絕緣性以及隔熱、隔音性能好的優(yōu)點(diǎn),但是性脆、耐磨性比較差。玻璃纖維在電絕緣材料、工業(yè)過濾材料、防腐防潮、隔熱隔音和減震材料中有良好的應(yīng)用。玻璃纖維還可以作為增強(qiáng)材料，比如增強(qiáng)塑料或橡膠增強(qiáng)石膏或水泥等。

2、尼龍玻纖簡介

尼龍玻纖是種白色粉末， 與普通塑料相比，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度有所增加，熱變形溫度以及材料的模量有所提高，，材料的熱變形性和收縮率減小，但表面變粗糙,沖擊強(qiáng)度略有降低。研究表明，在PA中加人30%的玻璃纖維,PA的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性能有明顯提高,耐疲勞強(qiáng)度則是未增強(qiáng)的2.5倍。尼龍玻纖材料主要應(yīng)用于汽車、家電、電子消費(fèi)品領(lǐng)域。尼龍玻纖材料的成型工藝與未增強(qiáng)尼龍大致相同,但因熔體黏度上升，所以注射壓力和注射速度要適當(dāng)提高,機(jī)筒溫度提高10°C~40C。在加工時，玻纖會沿熔體流動方向取向，從而增強(qiáng)了取向方向的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。

尼龍玻纖的性能

在3D打印領(lǐng)域，玻纖的加人提高了尼龍的機(jī)械性能、耐磨性能、觸變性能、尺寸穩(wěn)定性能和抗熱變形性能,有效地改善了尼龍的可加工性。但同時,玻纖的加入也增加了制品的表面粗糙度,對于制品外觀產(chǎn)生不利影響。

隨著3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展,玻纖增強(qiáng)尼龍在3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用也得到顯著的增加。玻纖不僅在一定程度上提高了尼龍的機(jī)械強(qiáng)度，更有效地改善了尼龍熱收縮率高和尺寸穩(wěn)定性差的缺陷，使其更加吻合作為3D打印材料的需要。東北大學(xué)將磨碎玻纖與澆鑄(MC)尼龍結(jié)合制成MC尼龍/玻纖復(fù)合材料。當(dāng)加人10%的玻纖后，制品收縮率降低,熱變形溫度提高20。C,該材料制成制品后的拉伸強(qiáng)度提高26%,彎曲強(qiáng)度提高13%，壓縮強(qiáng)度提高36%。而且，由于尼龍玻纖具有強(qiáng)度高和韌度好等特點(diǎn),其最高成型尺寸可達(dá)300 mmX 300mmX 600 mm,最高成型速度可達(dá)10 mm/h。接收3D數(shù)據(jù)后,任意復(fù)雜的模型即可在短短數(shù)小時內(nèi)--次成型，無須黏接，與傳統(tǒng)的切削方法相比,使用3D打印制備的尼龍玻纖制品可以大幅度縮短模型制作時間，降低制作成本。

3D打印尼龍玻纖物性表：