Fibre de verre contre fibre de carbone

La fibre de verre et la fibre de carbone sont des matériaux de renforcement bien établis. Les deux sont synonymes de résistance à la traction extrêmement élevée dans le monde des composites, mais ont été historiquement utilisés pour des applications très différentes et ont des réputations différentes.

La fibre de verre a longtemps été considérée comme un matériau « bon marché ». La construction de bateaux, les composants structurels bon marché et les produits de drainage constituent les principales applications du matériau. La fibre de carbone, quant à elle, est devenue synonyme de vitesse et de haute performance. On le voit souvent sur les voitures de course, les nouveaux jets de passagers et d'autres solutions d'ingénierie haut de gamme. Dans le contexte de l'impression 3D, la fibre de carbone et la fibre de verre sont des fibres de haute qualité qui peuvent renforcer les pièces de qualité technique.

Alors, explorons la fibre de carbone par rapport à la fibre de verre, et voyons quelle est la meilleure fibre de renforcement continue pour votre application !‍

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Fibre de verre

La fibre de verre est fabriquée à partir de sable de silice inorganique, chauffé à des températures extrêmement élevées et étiré en brins fibreux ultrafins amorphes. Ces longs brins de verre extrêmement minces possèdent une résistance à la traction extrêmement élevée. Markforged peut imprimer en 3D deux variétés différentes de fibre de verre :

• Fibre de verre
• Fibre de verre haute résistance et haute température (HSHT)

Le renforcement avec des brins continus de fibre de verre pourrait bien être notre fibre "d'entrée de gamme", mais la fibre de verre peut générer des améliorations incroyables des propriétés des pièces imprimées. Par rapport à l'ABS par exemple, les pièces imprimées avec une fibre de renforcement continue en fibre de verre sont 20 fois plus résistantes et 10 fois plus rigides en tension qu'une pièce imprimée ABS conventionnelle. Pour l'outillage/la fixation de sol d'usine ou le prototypage à haute résistance construit à un coût, la fibre de verre continue est souvent le choix parfait.

La fibre de verre HSHT, en revanche, est mieux utilisée pour remplacer les pièces en aluminium usinées critiques. Avec une résistance à la chaleur et une résistance à la flexion supérieures, juste après la fibre de carbone, la fibre de verre HSHT offre une solution de renforcement continu rentable pour de nombreuses applications industrielles qui nécessitent une résistance à la chaleur et aux chocs.

De plus, la fibre de verre et la fibre de verre HSHT offrent des propriétés secondaires potentiellement uniques et bénéfiques. Bien que la fibre de renforcement soit normalement contenue sous la surface, lorsqu'une pièce imprimée s'use, la fibre de verre de renforcement ou la fibre de verre HSHT peut être exposée. Les fibres blanches de la fibre de verre de renfort ou de la fibre de verre HSHT s'effilochent/s'étalent souvent sur la surface d'usure, fournissant une indication claire de la « fin de vie » proche. De plus, la ténacité de la fibre exposée peut en fait prolonger la durée de vie de la pièce. . Avoir un « marqueur d'usure visuel » clair ainsi qu'une caractéristique de « prévention de l'usure » ​​à un stade avancé peut être utile dans les applications industrielles/de processus du monde réel.

Lorsque des pièces « critiques de défaillance » sont utilisées dans des conditions de charge cycliques, le renforcement en fibre de verre HSHT (en particulier) peut non seulement offrir une résistance proche de celle du renforcement en fibre de carbone sans l'inconvénient d'une défaillance catastrophique. Au lieu de cela, il cède de manière plastique avec un rebond d'énergie minimal.

Comme les deux variantes en fibre de verre sont amorphes, elles offrent une solution radiotransparente améliorée pour de nombreuses applications RF/base d'antenne.

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Fibre de carbone

Les fibres de carbone sont fabriquées à partir de polymères organiques et sont traitées à des températures relativement basses par rapport à la fibre de verre. Les fibres de carbone sont de nature cristalline, avec un traitement à basse température se produisant par une série de traitements chimiques, thermiques et mécaniques complexes. Le matériau résultant a l'un des rapports résistance/poids les plus élevés qui existent, supérieur à l'acier et au titane.

En impression 3D, la fibre de carbone est la fibre continue de choix pour la rigidité. Elle est 25 fois plus rigide que l'ABS et 2 fois plus rigide que toute autre fibre de renfort continue Markforged.

Par rapport à l'aluminium 6061, la fibre de carbone imprimée en 3D a un rapport résistance/poids 50 % plus élevé en flexion et 300 % en moment de traction, faisant de cette fibre le matériau de prédilection pour des propriétés maximales.

Le renforcement continu en fibre de carbone a été utilisé pour créer des gabarits/montages conformes et des outils spécialisés pour certaines des entreprises mondiales les plus importantes et les plus prestigieuses jusqu'à des pièces d'utilisation finale uniques pour des applications de sport automobile haut de gamme.

Le développement de composants de conception générative plus complexes au sein de l'industrie a souvent conduit à une exigence d'outillage complexe pour « l'usinage de post-finition » sur des fraiseuses 5 axes coûteuses. Markforged participe activement à de nombreuses opportunités d'analyse comparative dans le monde entier pour des outils spécialisés ultralégers et hautement « amortis » « conformes » permettant aux leaders de l'industrie 4.0 de réaliser leur plein potentiel.

Quelle est la différence entre une imprimante 3D et une machine CNC ?

Fibre de carbone vs fibre de verre :le verdict final

La fibre de carbone et la fibre de verre offrent des avantages et des applications uniques en fonction des besoins en matériaux. N'hésitez pas à nous contacter pour obtenir de l'aide ou des conseils sur la fibre de renforcement la plus appropriée pour votre application.

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