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Jul 29, 2023

Fedor Antonov, PDG d'Anisoprint, trois faits inconnus sur l'impression 3D à fibre continue

Avec une décennie d'expertise, il est sûr de dire qu'Anisoprint sait une chose ou deux

Avec une décennie d'expertise, on peut dire sans se tromper qu'Anisoprint connaît une chose ou deux sur l'impression 3D à fibre continue. Le constructeur russe est spécialisé dans les imprimantes 3D de co-extrusion de fibres composites capables de fabriquer des pièces renforcées à haute résistance. La société développe et fournit également les matériaux renforcés de fibres qui permettent la multitude d'applications de la technologie de niche.

Nous nous sommes assis avec Anisoprint pour en savoir un peu plus sur le sujet avant un webinaire éducatif qui sera animé par le PDG de la société, Fedor Antonov, le 21 juillet.

Un volume élevé de fibres n'est pas tout

Les ingénieurs travaillant dans la fabrication de composites savent qu'un rapport volumique de fibres élevé signifie beaucoup en termes de résistance des pièces. La plupart des composants professionnels et industriels nécessitent environ 40 à 60 % lorsqu'ils sont produits, par exemple, avec des machines de placement de fibres automatisées traditionnelles. Ces machines déposent systématiquement des feuilles de matériau de base à côté de faisceaux de fibres, en utilisant un rouleau presseur pour induire l'adhérence.

En ce qui concerne les pièces composites fabriquées de manière additive, un emballage sain à 50% serait formidable, mais ce n'est tout simplement pas faisable la plupart du temps. Le problème est le suivant : des rapports de volume de fibres plus élevés nécessitent plus de consolidation entre les couches pour expulser l'air emprisonné. Cela signifie simplement que plus de pression doit être appliquée après chaque couche pour qu'elle se lie de manière fiable à ses voisines.

En raison des limitations angulaires d'un rouleau et des limitations de stabilité de la pièce en cours de laminage, la consolidation de certaines sections d'une pièce imprimée en 3D, comme les parois minces ou les surplombs, peut s'avérer difficile. Avec une telle pression, vous ne pouvez pas produire de structures en treillis - la forme la plus optimale pour les composites - car elles sont constituées de parois minces. Ainsi, plus le volume de fibres est élevé, plus vous renoncez à la liberté de conception - une relation malheureuse étant donné que cela est censé être l'un des principaux avantages de l'impression 3D.

Fibres coupées vs fibres continues

Les fibres de renforcement peuvent être divisées en deux catégories principales : les fibres coupées et les fibres continues. Ils peuvent sembler identiques sur le plan fonctionnel, mais avoir des effets très différents sur les propriétés mécaniques d'une pièce.

Antonov explique : « Il y a beaucoup de confusion entre les fibres courtes et les fibres continues. Les deux forment des composites, mais seules les fibres continues peuvent vraiment être considérées comme des "renforts". Les fibres coupées remplissent simplement la matrice du matériau sans aucune orientation tandis que les fibres continues vont bout à bout. étant orientés dans la même direction. Étant donné que la résistance du composite se situe le long des fibres, les fibres continues sont le seul moyen d'obtenir une pièce solide."

La différence est significative. En regardant les données de test internes d'Anisoprint, un composite rempli de fibres hachées a tendance à être environ deux fois plus résistant qu'un plastique pur. Impressionnant, un composite chargé de fibres continues peut être environ 30 fois plus résistant - une différence très nette.

Non seulement le carbone

L'impression en fibre de carbone est souvent utilisée de manière interchangeable avec l'impression 3D en fibre continue. Alors que la fibre de carbone est l'un des plus connus, il existe d'autres matériaux qui peuvent être utilisés pour le renforcement. Les ingénieurs qui cherchent à utiliser la technologie peuvent accéder à la fibre de verre, à l'aramide, au basalte et même aux fibres naturelles, car ils ont tous des propriétés et des cas d'utilisation différents.

L'aramide, tout comme la fibre de carbone, est connu pour augmenter la résistance d'une pièce, mais il ajoute également une excellente tolérance aux chocs et aux dommages - une propriété non accordée par les fibres de carbone.

Le basalte, une alternative économique au carbone, peut être préféré lorsque la rentabilité est essentielle, mais que la résistance des pièces n'est pas très élevée sur la liste des priorités. Le plastique renforcé avec la fibre de carbone composite / CCF d'Anisoprint affiche généralement des résistances allant jusqu'à 860 MPa. Cependant, le plastique renforcé avec un matériau à base de basalte (CBF) se situe à 600 MPa et ne représente que les deux tiers du prix, ce qui vous en donne plus pour votre argent.

Les lecteurs intéressés à en savoir plus sur les technologies d'impression 3D à fibre continue actuellement sur le marché peuvent s'inscrire au webinaire de la semaine prochaine ici. L'orateur, Fedor Antonov, est titulaire d'un doctorat en mécanique fondamentale et a plus de dix ans d'expérience académique et industrielle dans le domaine des matériaux composites.

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L'image en vedette montre des pièces anisoprinted avec des structures en treillis internes pour une résistance optimale. Photo via Anisoprint.

Kubi Sertoglu est titulaire d'un diplôme en génie mécanique, combinant une affinité pour l'écriture avec une formation technique pour fournir les dernières nouvelles et critiques en matière de fabrication additive.