BASF jest jedną z największych firm w przemyśle chemicznym na świecie. Teraz sprawdzone filamenty Ultrafuse dołączają do szerokiej gamy materiałów dedykowanych drukarce 3D Zortrax M300 Dual. Pierwszy z nich to Ultrafuse PP GF30, który posiada w składzie polipropylen wzmocniony 30% dodatkiem włókna szklanego. Drugi to Ultrafuse PAHT CF15, czyli poliamid wzmocniony 15% dodatkiem włókna węglowego. PP GF30 od lat jest szeroko stosowany w przemyśle motoryzacyjnym. Wystarczy spojrzeć pod maskę praktycznie każdego nowoczesnego samochodu, aby ten materiał tam znaleźć. PAHT CF15 jest jeszcze mocniejszy i bardziej odporny na wysokie temperatury, dzięki czemu może być używany również w robotyce i lotnictwie. Oto krótki przegląd cech tych niezwykłych materiałów.

BASF Ultrafuse w zastosowaniach motoryzacyjnych

PP GF30 jest szeroko wykorzystywany w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji wielu różnych komponentów. Zastosowanie tego materiału do części konstrukcyjnych i półstrukturalnych zamiast tradycyjnego aluminium czy stali generuje znaczne oszczędności i redukcję masy. Z tego powodu producenci z branży motoryzacyjnej decydują się na wykorzystanie PP GF30 do budowy m.in. tylnych lub podnoszonych klap bagażników, wsporników tablicy rozdzielczej, wsporników lusterek, osłon silnika, zespołów modułów drzwi, czy wlotów powietrza. PAHT CF15 może być wykorzystywany w jeszcze bardziej wymagających zastosowaniach, gdzie wymagana jest wyższa sztywność i lepsza stabilność termiczna.

Materiały BASF Ultrafuse mają doskonałe właściwości mechaniczne.

Użycie tworzyw sztucznych zamiast stopów metali we wszystkich tych zastosowaniach zapewnia większą swobodę projektowania inżynierom, którzy mogą uzyskać optymalne kształty i geometrie. Oszczędność masy jest również kluczowa, zwłaszcza w związku z niedawnym wzrostem popularności pojazdów elektrycznych, w których waga stosunkowo ciężkich akumulatorów musi zostać zrekompensowana przez zmniejszenie masy innych komponentów. Wszystkie te względy przyczyniają się do rosnącej popularności materiałów polimerowych w motoryzacji.

Doskonała sztywność i stabilność termiczna

Dodatek włókna szklanego sprawia, że części drukowane w 3D z PP GF30 są wyjątkowo sztywne. Jest to szczególnie ważne w komponentach stosowanych we wnętrzach samochodów. Część, która nie odkształca się pod wpływem naprężeń, nie generuje odgłosów skrzypienia, które często zdradzają kiepsko wykonane wnętrze. Ponadto materiał zachowuje tę wysoką sztywność w szerokim zakresie temperatur.

Tylny panel urządzenia SVS Zortrax Apoller wydrukowany z BASF Ultrafuse PP GF30 na drukarce 3D Zortrax M300 Dual.

Temperatura ugięcia pod wpływem ciepła PP GF30 wynosi 73 °C przy 1,8 MPa i ponad 127 °C przy 0,45 MPa. Odpowiada to ogólnym wymaganiom producentów samochodów, którzy muszą używać materiałów zachowujących swoje właściwości w zakresie od -30 °C do 80 °C we wnętrzach oraz nieco powyżej 120 °C dla części pracujących pod maską w pobliżu silnika.

Materiały BASF Ultrafuse są niezwykle odporne na chemikalia.

Filament PAHT CF15 posiada nieco szerszy zakres temperatur pracy. Jego temperatura ugięcia pod wpływem ciepła przy 1,8 MPa wynosi 92 °C i dochodzi do 145 °C przy 0,45 MPa. Dodatek włókna węglowego sprawia, że sztywność PAHT CF15 jest wyższa niż przypadku PP GF30.

Wreszcie, oba materiały są szczególnie odporne na promieniowanie UV, co oznacza, że można je bezpiecznie stosować do elementów narażonych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych, takich jak wsporniki lusterek czy wloty powietrza.

Filamenty Ultrafuse w procesie projektowania nowych samochodów

Nowy samochód przechodzi różne etapy prototypowania, zanim trafi na rynek. Po zakończeniu projektowania cyfrowego producent zwykle zaczyna od stworzenia auta demonstracyjnego, w którym rozwiązania przeznaczone dla nowego modelu są testowane w odnowionym modelu bieżącym.

Po zbudowaniu samochodów demonstracyjnych, najczęściej tworzy się funkcjonalny samochód koncepcyjny, który jest budowany od podstaw z nowym wnętrzem, podwoziem, zawieszeniem i tak dalej.

Osłony chroniące amortyzatory wydrukowane z BASF Ultrafuse PP GF30 na drukarce 3D Zortrax M300 Dual.

Gdy producent jest zadowolony z tych funkcjonalnych aut koncepcyjnych, przystępuje do zamówienia kilkudziesięciu przedprodukcyjnych modeli, aby przetestować je w różnych częściach świata i sprawdzić w różnych warunkach jazdy.

Spośród tych trzech głównych etapów powstawania nowego samochodu, druk 3D jest intensywnie wykorzystywany w pierwszym i drugim. Możliwość drukowania w 3D przy użyciu PP GF30 i PAHT CF15, które niemal na pewno będą wykorzystane jako materiały docelowe w samochodach produkcyjnych, ułatwia życie inżynierom i projektantom, którzy mogą uzyskać lepsze wyobrażenie o ostatecznym działaniu określonej części końcowej.

Materiały Ultrafuse jako wsparcie produkcji motoryzacyjnej

Doskonałe właściwości termiczne i mechaniczne filamentów PP GF30 i PAHT CF15 sprawiają, że materiały doskonale sprawdzą się do produkcji końcowych części samochodowych, ale mogą być również stosowane na linii produkcyjnej.

Odporna na uderzenia obudowa drona wydrukowana z BASF Ultrafuse PAHT CF15 na drukarce 3D Zortrax M300 Dual.

Istnieją różne przyrządy i osprzęt, które można drukować w 3D bezpośrednio na hali fabrycznej, aby usprawnić proces produkcyjny. PP GF30 i PAHT CF15 mogą być używane do druku przyrządów pozycjonujących, narzędzi montażowych oraz różnych uszczelek i pokryw. Wysoka odporność na ścieranie obu filamentów zwiększa żywotność takich przyrządów, a tym samym generuje znaczne oszczędności czasu i kosztów.

Filament o wysokiej odporności na wilgoć

Trzeci filament BASF Forward AM o szerokim zastosowaniu w przemyśle motoryzacyjnym dostępny dla drukarki 3D Zortrax M300 Dual to BASF Ultrafuse® PET CF15. Jest to mieszanka politereftalanu etylenu wzmocniona włóknem węglowym. BASF Ultrafuse® PET CF15 ma wysoką sztywność i wytrzymałość mechaniczną, cechy występujące w większości materiałów wzmocnionych włóknem węglowym, ale ma również bardzo niską absorpcję wilgoci. To, w połączeniu z odpornością na ciepło potwierdzoną do 108 °C, oznacza, że części wydrukowane w 3D za pomocą tego filamentu mogą z łatwością pracować w bardzo wilgotnym środowisku i mogą być używane w kontakcie z różnymi smarami i olejami mineralnymi. Dlatego BASF Ultrafuse® PET CF15 to dobry wybór do drukowania w 3D wytrzymałych mechanicznie konstrukcji przeznaczonych do długiej, ciągłej pracy, takich jak wentylatory lub elementy skrzyń biegów.

Wentylator chłodzący silnika elektrycznego wydrukowany z filamentu BASF Ultrafuse® PET CF15 na drukarce 3D Zortrax M300 Dual.

Wentylator chłodzący silnika elektrycznego wydrukowany z filamentu BASF Ultrafuse® PET CF15 na drukarce 3D Zortrax M300 Dual.

Komponent skrzyni biegów wydrukowany z filamentu BASF Ultrafuse® PET CF15 na drukarce 3D Zortrax M300 Dual.

Komponent skrzyni biegów wydrukowany z filamentu BASF Ultrafuse® PET CF15 na drukarce 3D Zortrax M300 Dual.

Materiały dedykowane branży motoryzacyjnej, kompatybilne z drukarką 3D Zortrax M300 Dual można zamówić w sklepie internetowym Zortrax lub u lokalnego Resellera. Należy pamiętać, że zaleca się suszenie filamentów zgodnie z instrukcjami zamieszczonymi w kartach charakterystyki produktu. Zalecamy również korzystanie z predefiniowanych ustawień druku, aby uzyskać najlepsze możliwe wyniki. Zarówno PP GF30, PAHT CF15 jak i PET CF15 mają silne właściwości ścierne, dlatego do druku 3D należy stosować dyszę ze stali hartowanej o średnicy 0,6 mm.