A kopásállóság

Forrás: Ultimaker.com

A 3D nyomtatásban a "kopásállóság" az anyag azon tulajdonságára utal, hogy képes ellenállni a rendszeres használat során bekövetkező ismételt érintkezésből eredő sérüléseknek. Ha a kopás következtében megsérül, az alkatrész fokozatosan elveszíti felületét, ami deformációt vagy alakváltozást okoz.

Miért fontos a kopásállóság?

Ha egy alkatrész hajlamos a kopásra, az idővel használhatatlanná vagy akár veszélyessé is válhat. A kopásálló anyagokból nyomtatott alkatrészek tartósabbak, ezért élettartamuk megnő, tovább használhatóak, mint a nem kopásálló anyagból készült termékek. A kopásállóság mellett fontos figyelembe venni az anyag súrlódási együtthatóját is. Ez arra utal, hogy egy alkatrész mekkora ellenállást fejt ki a rajta mozgó egy másik alkatrésszel, anyagokkal szemben. A műanyagoknak jellemzően alacsony a súrlódási együtthatója, ami miatt az additív technológia kopásálló alkatrészek első számú alapanyagai lehetnek.

A videón kopásállóság tesztjét tekinthetik meg. 

Kopásálló anyagok általános felhasználása

Kopásálló anyagokat gyakran használnak a gép-, az autó- és elektronikai iparban - vagy minden olyan környezetben, ahol olyan alkatrészeket vagy termékeket gyártanak, amelyek tartalmaznak:

• Mozgó alkatrészek. Azok az alkalmazások vagy folyamatok, amelyek mozgó alkatrészeket - például fogaskerekeket, perselyeket vagy csapágyakat - tartalmaznak, hajlamosak a kopáskárosodásra. Ennek megfelelően a kopásálló anyagok kulcsfontosságúak
• Szerszámokat, összetett alkalmazásokat. Az összeszerelési vagy gyártási környezetben használt kopásálló szerszámok, fúrók és szerelvények kevesebb karbantartást és ritka cserét igényelnek. Ez biztosítja, hogy a munkafolyamatok folyamatosak és a költségek a lehető legalacsonyabbak maradjanak.
  
• Végfelhasználásra készült alkatrészeket. Kopásálló anyagokból készült alkatrészek hosszabb élettartamúak és tartósabbak, ami hosszú távon alacsonyabb költségeket eredményez. A csere hiányában felszabaduló munkaidőt érékteremésre fordíthatjuk.
  

Mit érdemes tudni még a kopásálló anyagok 3D nyomtatásáról?

Ismerkedjen meg a tribológiával. A "tribológia" a súrlódás, a kenés és a kopás tanulmányozására vonatkozik, valamint a relatív mozgásban lévő felületek tudományára és tervezésére. Elterjedt kifejezés, amikor a kopásállóság témáját vitatják meg.

Kopás jelzése egy alkatrészen, "Tudni fogja, mikor kell cserélni az alkatrészt". Az Ultimaker Cura szeletelő program rendelkezik egy "set outer wall extruder" beállítással, amelyben jelezheti, hogy az alkatrész kétféle anyagból szeretné elkészíteni, a külső rétegnek kopásálló anyagból, a belsőnek pedig olcsóbb anyagból, például PLA-ból kell lennie. Különböző színű anyagok használatával könnyen láthatja, hogy a használatban lévő alkatrész mikor kezd elkopni, a kopás következtében az egyik szín elkezd eltűnni, jelezve a csere szükségességét.

3D nyomtatott ablakmérő autógyártáshoz. Fekete TPU-val készült, amely használat közben elkopik, figyelmeztetve a felhasználót a csere szükségességére

Még egy gyakorlati példa a kopásálló 3D nyomtatott alkatrészek alkalmazásához. 

A Heineken palackozó üzemében a kopásálló alkatrészeket TPU-val 3D-nyomtatják, hogy lehetővé tegyék az üvegpalackokkal való folyamatos sérülésmentes érintkezést.

Az alacsony súrlódású TPU anyaga minimalizálja az érintkező felületi kölcsönhatást lehetővé téve az alkatrész hosszabb élettartamát. Ez látható a Heineken palackozó üzemének alábbi példáján, ahol folyamatos mozgás és súrlódás van a nyomtatott alkatrész felülete és az üvegpalackok között.

3D kopásálló alapanyagokat adalékanyagokkal, például üvegrészecskékkel és szénnel javíthatók fel, melyek használata során elkerülhető a kenőanyagok használata, ami különleges előnyöket kínálva jelentősen csökkentheti a működési költségeket.

Ultimaker kopásálló 3D alapanyagokat gyártó partnerei

Az alábbiakban az Ultimaker néhány olyan alapanyaggyártó partnerét mutatjuk be, amelyek kopásálló anyagokat kínálnak. További információkat az Ultimaker Marketplace-en talál.

Igus GmbH

Az Igus iglidur® I150 Tribofilament egy speciális anyag, amelyet csapágyanyagként és kopóalkatrészként való használatra fejlesztettek ki. Könnyű kezelhetősége és nagy kopásállósága miatt a mozgással és súrlódással járó alkalmazásokhoz ideális anyaga.

Az Igus® iglidur® I180 Tribofilament egy speciális anyag, amelyet csapágyanyagként való használatra és minden típusú kopóalkatrészhez fejlesztettek ki. Mozgásos és súrlódásos alkalmazásoknál szükségtelenné teszi az extra kenést

"Az iglidur anyagainkat eredetileg csapágyként és mindenféle alkatrészként való felhasználásra fejlesztették ki, amelyek lehetővé teszik az alacsony kopású, kenésmentes mozgást - innen ered a "motion plastics, mozgó műanyagok" felirat is" 

- mondta Niklas Eutebach, az Igus GmbH adalékanyag-gyártó fejlesztőmérnöke. "Ezeket az anyagokat jellemzően olyan szerelvényekhez használják, amelyek mozgásnak, forognak, elfordulnak vagy siklanak."

Jabil

A Jabil PA 4535 CF egy 35% CF-tartalmú PA kopolimer, amely nagyobb merevséget, szilárdságot és szívósságot biztosít a hasonló termékekhez képest. 40%-os szilárdságjavításával és némi alakíthatóságával szintén ESD anyag.

"A Jabil PA 4535 alapanyaga számos piacról jelentős érdeklődést váltott ki, beleértve a drónokat, a sportfelszereléseket és a konzolokat, amelyek erős és merev teljesítményt igényelnek a korábban használt 3D alapanyagokénál." 

- mondta Matt Torosian, a Jabil termékmenedzsmentért és adalékanyag-gyártásért felelős igazgatója. 

"A PA 4535 CF és PA 4500 alappolimerje a kiváló kopási és súrlódási tulajdonságokat igénylő alkalmazások alapját is képezi. Ezek az anyagok a minnesotai Jabil Materials Innovation Center azon megközelítését tükrözik, hogy továbbfejlesztett alapanyagok kiváló hullámosodási ellenállással és alacsony zsugorodási tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek nagyon jól nyomtatnak olyan nyílt platformokon, mint az Ultimaker."

LEHVOSS Group

A LUVOCOM 3F PAHT® CF 9891 BK magas hőmérsékletű, szénszál-erősítésű, poliamid alapú anyag. Nagy szilárdságot, merevséget és minimális vízfelvételt biztosít.

A LUVOCOM 3F PAHT® 9825 NT egy magas hőmérsékletű poliamid alapú anyag. Olyan erős, mint egy PA6, anélkül, hogy a nyomtathatóságot feláldozná.

Ensinger GmbH 

Az Ensinger TECAFIL PA6 GF30 Black egy 30%-ban üvegszál erősítésű poliamid, amelyet TECAFIL PA6 GF30 Black márkanéven gyártanak. Nagyobb szilárdságot, merevséget, kúszási szilárdságot és méretstabilitást kínál, mint a megerősítetlen poliamid 6.

"A 3D nyomtatásban a nagyon nagy szilárdság egyre fontosabb szerepet játszik. A kezdetben nagyon a tervezésre fókuszáló alkatrészek közül a mechanikai tulajdonságok egyre nagyobb jelentőséggel bírnak, és a gyártás egyre inkább a végfelhasználói részekre összpontosul" 

- Dilara Yüce, az Ensinger termékfejlesztője GmBH mondta. "A kopásálló PA 6 GF 30 anyagunk nagy méretstabilitást és jó hőállóságot ígér. Ha működő terméket szeretne előállítani, mindig figyelembe kell vennie a jó kopásállóságot."

Szeretne többet megtudni az Ultimaker kopásálló anyagú partnereiről? Látogassa meg a kopásálló anyagok oldalát az Ultimaker Marketplace-en

Célunk, hogy a technológia iránt érdeklődő szakemberek a külföldi példa által meg- és felismerhessék a lehetőségeket!

2022.10.09. Forrás: Ultimaker.com

Esetleges fordítási hibákért elnézést kérjük, azokért felelősséget nem tudunk vállalni.