Fibra de vidrio frente a fibra de carbono

Tanto la fibra de vidrio como la fibra de carbono son materiales de refuerzo bien establecidos. Ambos son sinónimos de resistencia a la tracción extremadamente alta dentro del mundo de los compuestos, pero históricamente se han utilizado para aplicaciones muy diferentes y tienen diferentes reputaciones.

La fibra de vidrio se ha considerado durante mucho tiempo un material "barato". La construcción de barcos, los componentes estructurales económicos y los productos de drenaje constituyen las aplicaciones principales del material. La fibra de carbono, por otro lado, se ha convertido en sinónimo de velocidad y alto rendimiento. A menudo se ve en autos de carrera, nuevos aviones de pasajeros y otras soluciones de ingeniería de alta gama. En el contexto de la impresión 3D, tanto la fibra de carbono como la fibra de vidrio son fibras de alta calidad que pueden reforzar las piezas de grado de ingeniería.

Por lo tanto, exploremos la fibra de carbono frente a la fibra de vidrio y veamos cuál es la mejor fibra de refuerzo continuo para su aplicación. ‍

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Fibra de vidrio ‍

La fibra de vidrio está hecha de arena de sílice inorgánica, calentada a temperaturas extremadamente altas y dibujada en hebras fibrosas ultrafinas amorfas. Estas hebras de vidrio largas y extremadamente delgadas poseen una resistencia a la tracción extremadamente alta. Markforged puede imprimir en 3D dos variedades diferentes de fibra de vidrio:

• Fibra de vidrio
• Fibra de vidrio de alta resistencia a altas temperaturas (HSHT)

El refuerzo con hebras continuas de fibra de vidrio bien podría ser nuestra fibra de "nivel de entrada", pero la fibra de vidrio puede generar algunas mejoras increíbles en las propiedades de las piezas impresas. En comparación con el ABS, por ejemplo, las piezas impresas con fibra de vidrio de refuerzo continuo son 20 veces más resistentes y 10 veces más rígidas en tensión que una pieza impresa ABS convencional. Para herramientas / accesorios de piso de fábrica o prototipos de alta resistencia construidos a un costo, la fibra de vidrio continua es a menudo la opción perfecta.

La fibra de vidrio HSHT, por otro lado, se utiliza mejor para reemplazar piezas de aluminio mecanizadas de misión crítica. Con una resistencia al calor y una resistencia a la flexión superiores, solo superada por la fibra de carbono, la fibra de vidrio HSHT ofrece una solución de refuerzo continuo rentable para muchas aplicaciones industriales que requieren resistencia al calor y al impacto.

Además, tanto la fibra de vidrio como la fibra de vidrio HSHT proporcionan algunas propiedades secundarias potencialmente únicas y beneficiosas. Aunque la fibra de refuerzo normalmente está contenida debajo de la superficie, cuando una pieza impresa se desgasta, la fibra de vidrio de refuerzo o la fibra de vidrio HSHT pueden quedar expuestas. Las fibras blancas de la fibra de vidrio de refuerzo o la fibra de vidrio HSHT a menudo se deshilachan o se esparcen por la superficie de desgaste, lo que proporciona una clara indicación de que está cerca del “final de la vida útil”. Además, la dureza de la fibra expuesta puede aumentar la vida útil de la pieza. . Tener un "marcador de desgaste visual" claro, así como una característica de "prevención del desgaste" en la última etapa, puede ser útil en aplicaciones industriales / de procesos del mundo real.

Cuando se utilizan piezas "críticas para fallas" en condiciones de carga cíclica, el refuerzo de fibra de vidrio HSHT (en particular) no solo puede ofrecer una resistencia cercana a la del refuerzo de fibra de carbono sin la desventaja de una falla catastrófica. En cambio, cede plásticamente con un mínimo rebote de energía.

Como ambas variantes de fibra de vidrio son amorfas, ofrecen una solución radiolúcida mejorada para muchas aplicaciones de RF / base de antena.

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Fibra de carbono

Las fibras de carbono están hechas de polímeros orgánicos y se procesan a temperaturas relativamente bajas en comparación con la fibra de vidrio. Las fibras de carbono son cristalinas por naturaleza, y el procesamiento a baja temperatura se produce a través de una serie de tratamientos químicos, térmicos y mecánicos complejos. El material resultante tiene una de las relaciones de resistencia a peso más altas que existen, más alta que el acero y el titanio.

En la impresión 3D, la fibra de carbono es la fibra continua preferida por su rigidez. Es 25 veces más rígido que el ABS y 2 veces más rígido que cualquier otra fibra de refuerzo continuo Markforged.

En comparación con el aluminio 6061, la fibra de carbono impresa en 3D tiene una relación resistencia-peso un 50% más alta en flexión y un 300% en un momento de tracción, lo que convierte a esta fibra en el material de referencia para las propiedades máximas.

El refuerzo continuo de fibra de carbono se ha utilizado para crear plantillas / accesorios conformados y herramientas especiales para algunas de las empresas mundiales más grandes y prestigiosas hasta piezas de uso final únicas para aplicaciones de deportes de motor de alta gama.

El desarrollo de componentes de diseño generativo más complejos dentro de la industria a menudo ha llevado a un requisito complejo de herramientas para el "mecanizado posterior al acabado" en costosas fresadoras de 5 ejes. Markforged está participando activamente en muchas oportunidades de evaluación comparativa en todo el mundo para herramientas especiales de "conformación" ultraligeras y altamente "amortiguadas" que permiten a los líderes de la Industria 4.0 realizar su máximo potencial.

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Fibra de carbono frente a fibra de vidrio:el veredicto final

Tanto la fibra de carbono como la fibra de vidrio brindan beneficios y aplicaciones únicos basados ​​en las necesidades del material. No dude en comunicarse con nosotros para obtener más ayuda o asesoramiento sobre cuál es la fibra de refuerzo más adecuada para su aplicación.

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