1. Razumevanje kompozitov
Tehnologija Anisoprint je namenjena proizvodnji lahkih, trdnih in močnih kompozitnih delov. Razumevanje kompozitov je ključnega pomena za najboljši izkoristek tehnologije v smislu zaslužka. Zato so pri Anisoprintu pripravili priročnik, da bi predstavili svojo vizijo kompozitov in vam pomagali razumeti te čudovite materiale.
2. Strukturni materiali
Konstrukcijski materiali zagotavljajo zadostno togost in trdnost. Te lastnosti omogočajo, da konstrukcija ohrani svojo obliko in dimenzije pod obremenitvijo ali katerim koli drugim zunanjim delovanjem.
Tipični konstrukcijski materiali so jeklo, aluminij, titanove zlitine, beton in še nekateri drugi. Poleg tega so nekateri kompoziti tudi strukturni materiali.
3. Kompozitni materiali, strukturni kompoziti
Sestavljeni materiali (kompoziti) so sestavljeni iz več komponent z različnimi lastnostmi in različnimi ločnicami med komponentami. Kompozite lahko “napolnimo” z nekaj delci ali kratkimi/sesekljanimi vlakni ali “okrepimo” z dolgimi (neskončnimi ali neprekinjenimi) vlakni. Matrica je material, ki veže vlakna skupaj ali je napolnjen s kratkimi vlakni. Običajno ima matrika veliko nižje mehanske lastnosti kot vlakna.
Pomembno
Samo kompoziti z dolgimi (ali neprekinjenimi) vlakni so dejansko strukturni materiali, saj le dolga vlakna zagotavljajo visoko togost in trdnost!
Tako bomo v nadaljevanju govorili predvsem o neprekinjenih vlaknenih kompozitih.
4. Uporaba kompozitnih materialov
Ojačani kompoziti imajo visoko togost in trdnost v smeri vlaken ter so lahki. Zato narašča zanimanje za tovrstne konstrukcijske materiale v vesoljski, avtomobilski, ladjedelniški industriji, kjer ima teža najpomembnejšo vlogo.
Pomembno
Kompoziti so zelo trdi in močni, hkrati pa so lahki materiali.
5. Laminati in njihove lastnosti
Hkrati imajo ojačani kompoziti v prečni smeri precej nizke lastnosti.
Pomembno
Opažena razlika lastnosti v različnih smereh se imenuje anizotropija.
Za premagovanje te pomanjkljivosti se običajno uporabljajo laminati z različnim zlaganjem kompozitnih plasti. V takšnih strukturah so plasti z različnimi usmeritvami oblikovane tako, da nosijo različne delujoče obremenitve.
To je najbolj priljubljen, čeprav ne ravno najboljši način za izdelavo kompozitnih struktur. Učinkovite lastnosti laminiranega kompozita so veliko manjše od lastnosti enosmernega kompozita v smeri vlaken.
6. Strojna obdelava kompozitov
Če morate sestaviti kompozite ali narediti loputo v kompozitnem strukturnem elementu, se boste srečali z dejstvom, da morate kompozitne materiale vrtati, rezkati ali rezati. Vrtanje, rezkanje in rezanje znatno zmanjšajo trdnost ojačanega kompozita v bližini obdelanega roba. Moč se lahko večkrat zmanjša! Strojna obdelava torej ubija idejo o uporabi ojačanih kompozitov.
Pomembno
Izogibajte se vrtanju, rezkanju in rezanju ojačanih kompozitov! To jim ne leži!
7. Rešetkaste konstrukcije – prednosti in omejitve
Najučinkovitejši način za izkoriščanje potenciala ojačitve z vlakni so rešetkaste anizogridne strukture. Posebnost konstrukcij zagotavlja učinkovito porazdelitev obremenitev vzdolž vlaken, ker glavne delujoče obremenitve potekajo vzdolž reber mreže, to je v smeri vlaken. Tako imajo anisogridne strukture iz mreže veliko težo v primerjavi z laminati.
Rešetkaste konstrukcije se ne bojijo izrezov in ne potrebujejo vrtanja in rezkanja. Za te strukture lahko uporabite tudi posebne vložke.
Konvencionalne kompozitne tehnologije (navijanje, namestitev vlaken) lahko proizvajajo dele samo z geodetskimi in kvazigeodeznimi armaturnimi potmi ter običajnimi rešetkami. Konstrukcije z nepravilno gostoto mreže in ne-geodetsko ojačitvijo bi lahko zagotovile učinkovitejšo porazdelitev delujočih obremenitev in posledično zmanjšanje teže. Vendar takšnih struktur ni mogoče dobiti s konvencionalnimi tehnologijami.
8. 3D-tisk kompozitov
Trenutno samo 3D-tisk omogoča pridobivanje kompozitnih delov s kompleksno obliko in visoko fleksibilnimi potmi za ojačitev vlaken. S 3D-tiskom lahko nadzirate anizotropijo in izkoristite potencial ojačitve vlaken z največjo učinkovitostjo. Mimogrede, zato se imenujemo Anisoprint (anizotropno tiskanje ali tiskanje z nadzorom anizotropije). Vlaken vam ni treba rezati. V kompozitnem delu lahko naredite katero koli luknjo brez vrtanja in z ojačitvijo. Poleg tega tehnologija Anisoprint (koekstruzija kompozitnih vlaken) uporablja termoplastično matriko, ki poveča odpornost dela na udarce v nasprotju s konvencionalnimi termoreaktivnimi kompoziti.
9. Dovolj razmišljanja o kovinah
Na koncu želimo izpostaviti zelo pomembno točko. Kompoziti se popolnoma razlikujejo od običajnih materialov (kovine, plastika itd.). So bistveno bolj anizotropni in nehomogeni. To pomeni, da morata imeti kovinski (plastični) del in kompozitni del istega namena popolnoma različne oblike! Če želite kovinski del zamenjati s kompozitnim, ga preoblikujte.
Pomembno
Dizajna oblikovanega za kovje, nikoli ne uporabljajte za kompozite!
