فیلامنت PET-CF (پلیاستر کربنی)
فیلامنت PET-CF، پلیاستر PET تقویت‌شده با الیاف کربن است: کمترین جذب آب در میان کامپوزیتهای کربنی رایج، تحمل حرارت تا حدود 205 درجه و استحکامی که در رطوبت تقریباً ثابت می‌ماند. نقطهٔ ضعفش چقرمگی میان لایه‌هاست و این صفحه دقیق نشان می‌دهد کجا مناسب است و کجا نه. مادا تکنولوژی قطعات PET-CF را با پرینت FDM صنعتی و محفظهٔ بسته تا ابعاد 470 × 470 × 470 میلی‌متر می‌سازد.
- 205 °Cدمای تغییر شکل در 0.45 MPa
- 0.37 %جذب آب اشباع
- 131 MPaاستحکام خمشی در صفحهٔ لایهها
- 470 × 470 × 470حجم ساخت FDM مادا (میلی‌متر)
فیلامنت PET-CF چیست؟
PET-CF کامپوزیتی از پلی‌اتیلن ترفتالات (PET)، همان خانوادهٔ پلی‌استری که بطری‌ها و الیاف پلیاستر از آن ساخته می‌شوند، و الیاف کوتاه کربن است. PET پلیمری نیمهبلوری با جذب رطوبت بسیار کم است و الیاف کربن، سفتی، استحکام و تحمل حرارت آن را بالا می‌برند؛ نتیجه، فیلامنتی برای قطعات سفت و دقیق که در محیط گرم و مرطوب کار می‌کنند.
به گفتهٔ سازنده، PET-CF به دلیل پایداری ابعادی و جذب آب کم، برای قطعات کاربردی در محیط‌های پررطوبت از نایلون‌های کربنی انتخاب بهتری است. در عوض، چقرمگی و استحکام میان لایه‌هایش از نایلون‌های کربنی کمتر است. PET-CF را با PETG کربنی اشتباه نگیرید؛ تفاوت این دو را در ادامه می‌بینید. مقایسهٔ همهٔ گریدهای کربنی هم در صفحهٔ فیلامنت فیبر کربن آمده است.
- نوع
- کامپوزیت پلیاستر PET و الیاف کوتاه کربن
- روش چاپ
- پرینت FDM با نازل سخت‌کاری‌شده و محفظهٔ گرم
- مزیت اصلی
- جذب آب بسیار کم و تحمل حرارت بالا
- محدودیت اصلی
- چقرمگی کم میان لایهها
خواص فنی فیلامنت PET-CF
| خاصیت | در صفحهٔ لایهها (X-Y) | میان لایهها (Z) |
|---|---|---|
| استحکام کششی | 74 ± 6 MPa | 35 ± 5 MPa |
| استحکام خمشی | 131 ± 6 MPa | 49 ± 5 MPa |
| مقاومت ضربه | 36.0 ± 2.7 kJ/m² | 4.5 ± 0.6 kJ/m² |
| مدول خمشی (X-Y) | 5320 ± 270 MPa |
|---|---|
| دمای تغییر شکل حرارتی (0.45 MPa) | 205 °C |
| دمای تغییر شکل حرارتی (1.8 MPa) | 182 °C |
| دمای نرم شدن ویکات | 226 °C |
| دمای ذوب | 250 °C |
| جذب آب اشباع (25 °C، رطوبت 55٪) | 0.37 % |
مقادیر طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ فیلامنت (نسخهٔ 3، روش‌های ISO) و مشخصات رسمی همان فیلامنت است. نکتهٔ مهم جدول: مقاومت ضربه میان لایهها حدود 4.5 و در صفحهٔ لایهها حدود 36 کیلوژول بر متر مربع است؛ یعنی قطعه در جهت ارتفاع به ضربه حساس است.
برگ برندهٔ PET-CF: رطوبت و حرارت
بیشتر کامپوزیتهای کربنی رایج پایهٔ نایلونی دارند و با جذب رطوبت نرم می‌شوند. پایهٔ پلی‌استری PET-CF تقریباً رطوبت جذب نمی‌کند؛ جذب آب اشباع آن کمترین مقدار در میان این گریدهاست:
| گرید | جذب آب اشباع |
|---|---|
| PET-CF | 0.37 % |
| PAHT-CF | 0.88 % |
| PPA-CF | 1.30 % |
| PA6-CF | 2.35 % |
| PA6-CF معمولی بازار | 3.80 % |
و نتیجهٔ آن، خواصی که در رطوبت تقریباً ثابت می‌ماند:
| خاصیت | خشک | مرطوب |
|---|---|---|
| استحکام خمشی (X-Y) | 131 MPa | 127 MPa |
| مدول خمشی (X-Y) | 5320 MPa | 5240 MPa |
در کنار این، دمای تغییر شکل حرارتی PET-CF حدود 205 درجه است؛ بالاتر از PA6-CF و PAHT-CF. ترکیب این دو ویژگی، PET-CF را برای قطعاتی که هم گرم و هم مرطوب می‌شوند، مانند قطعات نزدیک موتور یا تجهیزات صنعتی گرم و مرطوب، گزینهٔ مناسبی می‌کند.
مقادیر طبق مقایسه‌ها و دیتاشیتهای رسمی همان سازنده است. فیلامنت PET-CF پیش از چاپ همچنان باید کاملاً خشک باشد.
PET-CF یا PETG-CF؟ دو متریال متفاوت با نام‌های مشابه
PET و PETG هر دو پلی‌استرند، اما PETG با افزودن گلیکول بیشکل شده تا آسان‌تر چاپ شود. پیامدش در نسخه‌های کربنی روشن است: PET-CF نیمهبلوری می‌ماند و گرما را بسیار بهتر تحمل می‌کند، در حالی که PETG-CF در دمایی کمی بالاتر از PETG معمولی نرم می‌شود.
| ویژگی | PET-CF | PETG-CF |
|---|---|---|
| پلیمر پایه | PET نیمهبلوری | PETG بیشکل |
| استحکام خمشی (X-Y) | 131 MPa | 70 MPa |
| مدول خمشی (X-Y) | 5320 MPa | 2910 MPa |
| دمای تغییر شکل (0.45 MPa) | 205 °C | 74 °C |
| سهولت چاپ | محفظهٔ گرم و خشک کردن | آسان‌تر |
مقادیر طبق دیتاشیتهای رسمی یک سازنده برای هر دو گرید است.
نتیجه: برای قطعهٔ سفت که گرم نمی‌شود، PETG-CF سادهتر و اقتصادی‌تر است؛ برای قطعه‌ای که گرما و رطوبت می‌بیند، PET-CF.
نقطهٔ ضعف PET-CF: ضربه و چسبندگی میان لایهها
مقاومت ضربهٔ PET-CF میان لایهها حدود 4.5 کیلوژول بر متر مربع است، در برابر حدود 13.3 برای PAHT-CF؛ استحکام خمشی میان لایهها هم حدود 49 مگاپاسکال است. یعنی قطعهٔ PET-CF در صفحهٔ لایهها سفت و مستحکم است، اما اگر ضربه یا خمش در جهت ارتفاع به آن وارد شود، میان لایهها زودتر جدا می‌شود.
جهت چاپ را بر اساس بار انتخاب کنید
بار اصلی و ضربه باید در صفحهٔ لایهها باشد، نه عمود بر آن.
برای قطعات ضربه‌پذیر
اگر قطعه ضربه یا لرزش شدید می‌بیند، PAHT-CF با چقرمگی و چسبندگی لایهٔ بیشتر انتخاب بهتری است.
گوشه‌های گرد و ضخامت کافی
گوشهٔ تیز و دیوارهٔ نازک در جهت ارتفاع، نقطهٔ شروع ترک میان لایه‌هاست.
ویژگی‌های کلیدی فیلامنت PET-CF
کمترین جذب آب
جذب آب اشباع حدود 0.37 درصد؛ کمترین مقدار در میان کامپوزیتهای کربنی رایج.
تحمل حرارت بالا
دمای تغییر شکل حرارتی حدود 205 درجه زیر بار سبک و 182 درجه زیر بار سنگین.
سفت و مستحکم
مدول خمشی حدود 5320 و استحکام خمشی حدود 131 مگاپاسکال در صفحهٔ لایهها.
پایداری ابعادی
انقباض و تاب‌برداشتن کم و ابعادی که با رطوبت تغییر نمی‌کند.
خواص ثابت در رطوبت
استحکام و سفتی در حالت مرطوب تقریباً همان حالت خشک است.
سطح مات و یکدست
ظاهر مات و صنعتی که معمولاً به پرداخت زیادی نیاز ندارد.
PET-CF در مقایسه با فیلامنت‌های دیگر
PET-CF را کنار PAHT-CF، PA6-CF، PPA-CF و PETG روی نمودار ببینید یا متریال‌ها و پارامترهای دیگر را انتخاب کنید.
دنبال چه چیزی هستی؟ یک کاربرد را انتخاب کن تا متریال‌های مناسبش روشن شوند
🏆 برندهٔ هر پارامتر بین متریال‌های انتخاب‌شده
| پارامتر | PLA | PETG | ABS | ASA | PC | TPU | TPE | PA11 | PA12 | PA66 | PA6-CF | PA6-GF | PAHT-CF | PPA-CF | PPS-CF | PET-CF | PVB | Wood |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| استحکام | 6 | 6 | 5 | 5 | 7 | 4 | 2 | 6 | 6 | 7 | 8 | 7 | 8 | 9 | 8 | 7 | 5 | 3 |
| سفتی | 7 | 5 | 5 | 5 | 6 | 1 | 1 | 4 | 4 | 6 | 9 | 8 | 9 | 10 | 10 | 8 | 6 | 6 |
| مقاومت ضربه | 3 | 6 | 6 | 6 | 8 | 10 | 8 | 9 | 8 | 8 | 6 | 6 | 6 | 5 | 4 | 4 | 3 | 2 |
| انعطاف‌پذیری | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 10 | 10 | 5 | 5 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 |
| مقاومت حرارتی | 2 | 4 | 6 | 6 | 8 | 4 | 3 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 9 | 10 | 10 | 6 | 2 | 2 |
| مقاومت شیمیایی | 3 | 7 | 5 | 6 | 6 | 7 | 6 | 7 | 8 | 7 | 7 | 7 | 8 | 8 | 10 | 7 | 3 | 3 |
| مقاومت در فضای باز | 3 | 5 | 4 | 9 | 6 | 6 | 5 | 6 | 6 | 5 | 6 | 6 | 6 | 6 | 7 | 6 | 3 | 2 |
| صرفهٔ اقتصادی | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 6 | 6 | 5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 3 | 2 | 2 | 4 | 6 | 8 |
جمع‌بندی و پیشنهاد
امتیازها نسبی و از 0 تا 10 هستند و بر اساس خواص شناخته‌شدهٔ هر نوع متریال تعیین شده‌اند؛ برای انتخاب اولیه به کار می‌روند و جای دیتاشیت را نمی‌گیرند. عدد دقیق خواص در صفحهٔ هر متریال آمده و خواص گریدهای مختلف یک متریال با هم فرق دارد؛ پیش از ساخت، انتخاب با کارشناسان بررسی می‌شود.
PET-CF یا نایلون‌های کربنی؟
| ویژگی | PET-CF | PAHT-CF | PA6-CF | PPA-CF |
|---|---|---|---|---|
| استحکام خمشی X-Y خشک | 131 MPa | 125 MPa | 151 MPa | 208 MPa |
| استحکام خمشی X-Y مرطوب | 127 MPa | 115 MPa | 95 MPa | 202 MPa |
| استحکام خمشی میان لایهها (Z) | 49 MPa | 61 MPa | 80 MPa | 63 MPa |
| مقاومت ضربه میان لایهها (Z) | 4.5 kJ/m² | 13.3 kJ/m² | 15.5 kJ/m² | 4.3 kJ/m² |
| دمای تغییر شکل (0.45 MPa) | 205 °C | 194 °C | 186 °C | 227 °C |
| جذب آب اشباع | 0.37 % | 0.88 % | 2.35 % | 1.30 % |
مقادیر طبق دیتاشیت‌ها و صفحه‌های رسمی همان سازنده برای هر گرید است.
PET-CF یا PAHT-CF؟ هر دو در رطوبت پایدارند؛ PET-CF گرمای بیشتری تحمل می‌کند و سفتتر است، PAHT-CF چقرمه‌تر است و میان لایهها بسیار قوی‌تر. برای قطعهٔ گرم و سفت PET-CF، برای قطعه‌ای که ضربه و لرزش می‌بیند PAHT-CF.
PET-CF یا PA6-CF؟ در محیط کاملاً خشک PA6-CF مستحکمتر و چقرمه‌تر است؛ در هر محیطی که رطوبت دارد، PET-CF خواصش را بسیار بهتر حفظ می‌کند.
PET-CF یا PPA-CF؟ PPA-CF سفتتر، مستحکمتر و مقاوم‌تر به حرارت است، اما چاپش دشوارتر و گران‌تر است؛ PET-CF برای بیشتر قطعات گرم و مرطوب، تعادل بهتری میان کارایی و هزینه دارد.
تنظیمات پرینت فیلامنت PET-CF
| دمای نازل | 260 تا 290 °C |
|---|---|
| دمای بستر | 80 تا 100 °C |
| دمای محفظه | 45 تا 60 °C |
| خشک کردن پیش از چاپ | 80 °C، 8 تا 12 ساعت |
| آنیل پس از چاپ | 80 تا 140 °C |
| نازل | فولادی سخت‌کاری‌شده؛ قطر 0.4 میلی‌متر یا بیشتر |
خشک کردن الزامی است
قطعهٔ PET-CF رطوبت کمی جذب می‌کند، اما سازنده تأکید می‌کند خود فیلامنت پیش از چاپ به رطوبت حساس است و باید خشک شود.
نازل و قطر
سازنده نازل فولادی سخت‌کاری‌شده را توصیه می‌کند، نازل 0.6 میلی‌متر را پیشنهاد می‌دهد و نازل 0.2 میلی‌متر را سازگار نمی‌داند.
آنیل
آنیل پایداری حرارتی و ابعادی را بیشتر می‌کند، اما ممکن است برخی هندسه‌ها در آن تغییر شکل دهند؛ پیش از سفارش بررسی می‌شود.
مقادیر طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ فیلامنت است؛ برای گریدهای دیگر، توصیهٔ سازندهٔ همان فیلامنت ملاک است.
کاربردهای فیلامنت PET-CF
قطعات نزدیک موتور
براکت، قاب و قطعاتی که گرما و رطوبت را با هم میبینند.
پرینت سه بعدی در خودروسازیجیگ و فیکسچر در محیط گرم
ابزار خط تولید در کنار فرآیندهای گرم که باید ابعادش را حفظ کند.
پرینت سه بعدی در تولید انبوهقاب و قطعات تجهیزات صنعتی
قطعات سفت و دقیق برای ماشین‌آلات در محیط مرطوب.
پرینت سه بعدی در مهندسیقطعات مجاور آب و بخار
قطعاتی که در هوای پررطوبت یا نزدیک آب کار می‌کنند، با بررسی شرایط.
پرینت سه بعدی در مهندسیرباتیک و پهپاد
سازه‌های سفت و سبک که ضربهٔ شدید نمی‌بینند.
پرینت سه بعدی در هوافضانمونهٔ عملکردی
نمونه‌هایی که باید در شرایط گرم و مرطوب آزمایش شوند.
پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه
محدودیت‌های فیلامنت PET-CF و جایگزین‌ها
ضربه میان لایهها
برای قطعات ضربه‌پذیر یا پرلرزش، PAHT-CF یا PA6-CF.
چاپ تخصصی
خشک کردن، نازل سخت‌کاری‌شده و محفظهٔ گرم لازم است و نازل خیلی ریز مناسب نیست.
انعطاف کم
برای قطعات منعطف، PA12، PA11 یا TPU مناسب‌ترند.
آفتاب طولانی
برای کار طولانی زیر آفتاب، پوشش محافظ یا ASA را در نظر بگیرید.
هزینه
از فیلامنت‌های عمومی گران‌تر است؛ برای قطعات سفت بدون نیاز حرارتی، PETG-CF اقتصادی‌تر است.
جایگزین فلز پرتنش نیست
برای قطعات فلزی پرتنش و داغ، پرینت فلزی SLM مناسب است.
سوالات متداول فیلامنت PET-CF
فیلامنت PET-CF چیست؟
کامپوزیتی از پلیاستر PET و الیاف کوتاه کربن برای پرینت FDM، با کمترین جذب آب در میان کامپوزیتهای کربنی رایج، تحمل حرارت تا حدود 205 درجه و سفتی بالا.
تفاوت PET-CF و PETG-CF چیست؟
پلیمر پایه؛ PET نیمهبلوری و PETG بیشکل است. طبق دیتاشیتهای یک سازنده، دمای تغییر شکل PET-CF حدود 205 و PETG-CF حدود 74 درجه است و PET-CF سفتتر و مستحکمتر است، اما چاپ PETG-CF سادهتر است.
PET-CF بهتر است یا PAHT-CF؟
برای قطعات گرم و سفت PET-CF؛ برای قطعاتی که ضربه و لرزش میبینند PAHT-CF، چون چقرمگی و چسبندگی لایههای بسیار بیشتری دارد. هر دو در رطوبت پایدارند.
آیا PET-CF در برابر رطوبت مقاوم است؟
بله؛ جذب آب اشباع آن حدود 0.37 درصد است و طبق دیتاشیت سازنده، استحکام خمشی آن در حالت مرطوب از حدود 131 فقط به حدود 127 مگاپاسکال می‌رسد.
مقاومت حرارتی PET-CF چقدر است؟
طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ فیلامنت، دمای تغییر شکل حرارتی زیر بار 0.45 مگاپاسکال حدود 205 و زیر بار 1.8 مگاپاسکال حدود 182 درجه است.
نقطهٔ ضعف PET-CF چیست؟
چقرمگی میان لایهها؛ مقاومت ضربه در جهت ارتفاع حدود 4.5 کیلوژول بر متر مربع است. جهت چاپ باید طوری باشد که ضربه و بار در صفحهٔ لایهها باشد.
آیا قطعات PET-CF به پرداخت نیاز دارند؟
معمولاً نه؛ سطح PET-CF مات و یکدست است. برای افزایش پایداری حرارتی و ابعادی می‌توان قطعه را آنیل کرد که پیش از سفارش بررسی می‌شود.
PET-CF چه تنظیمات چاپی لازم دارد؟
طبق دیتاشیت رسمی سازندهٔ فیلامنت، نازل 260 تا 290، بستر 80 تا 100 و محفظهٔ 45 تا 60 درجه، نازل فولادی سخت‌کاری‌شده و خشک کردن فیلامنت در 80 درجه به مدت 8 تا 12 ساعت.
آیا PET-CF جای قطعهٔ فلزی را میگیرد؟
برای قطعات فلزی کمبار، براکت و ابزار در محیط گرم و مرطوب بله؛ اما برای قطعات پرتنش و داغ، پرینت فلزی SLM مناسب است.
هزینهٔ ساخت قطعه با PET-CF چطور محاسبه می‌شود؟
بر اساس حجم و وزن قطعه، زمان چاپ، درصد پرشدگی، تعداد و آنیل در صورت نیاز؛ با آپلود فایل در پنل آنلاین برآورد قیمت را می‌بینید.
فایل سه بعدی قطعه را بفرستید؛ گرید کربنی مناسبش را پیشنهاد می‌کنیم
کارشناسان مادا تکنولوژی بر اساس بار، دما، رطوبت و ضربه‌ای که قطعه می‌بیند، از میان PET-CF و دیگر کامپوزیتهای کربنی مناسب‌ترین گزینه و جهت چاپ را پیشنهاد می‌کنند.