La fibra de carboni sona moderna i tecnològica, però no s’ha fet popular en la impressió 3D només pel seu nom. El seu principal avantatge és la combinació de bones propietats mecàniques i una major estabilitat del material durant la impressió.
Per entendre per què és tan interessant afegir fibra de carboni al plàstic, primer hem de parlar del niló.
Per què no imprimir simplement amb niló?
El niló, o poliamida (PA), és un material molt resistent, durador i alhora força flexible. Les seves propietats mecàniques són excel·lents en comparació amb molts dels plàstics habituals utilitzats en impressió 3D.
Podria semblar un material gairebé perfecte per fabricar peces funcionals i resistents. Però té un inconvenient important: imprimir en 3D amb niló pot ser complicat.
Quan es refreda, el niló tendeix a contreure’s i deformar-se. En peces grans o models amb força farciment, les vores es poden desenganxar de la base d’impressió. La peça es pot corbar, la geometria pot canviar i les dimensions finals poden ser diferents de les previstes en el model 3D.
Això és especialment important quan necessitem fabricar una peça funcional amb unes dimensions precises i una geometria estable.
Què aporta la fibra de carboni?
Una de les solucions és afegir fibres de carboni a la poliamida. Així apareixen materials com el PA-CF, poliamida reforçada amb fibra de carboni.
Les fibres de carboni ajuden a estabilitzar el material. Les peces es deformen menys durant el refredament, conserven millor la seva geometria i faciliten la fabricació de components relativament grans amb una bona precisió dimensional.
Al mateix temps, el material conserva moltes de les bones propietats mecàniques del niló.
Naturalment, també hi ha alguns inconvenients. L’addició de fibra de carboni fa que el material sigui més rígid, però en determinades aplicacions també pot fer que la peça sigui més fràgil. Per aquest motiu, no sempre és la millor opció per a peces que necessiten molta flexibilitat o que han de suportar impactes repetits.
Una superfície diferent i atractiva
La impressió 3D amb fibra de carboni també té un avantatge visual interessant.
La superfície de les peces acostuma a quedar lleugerament rugosa i mat. Aquesta textura ajuda a dissimular les línies de capa típiques de la impressió FDM i proporciona a la peça un aspecte més net i professional.
Per això, els materials reforçats amb fibra de carboni es poden utilitzar no només per fabricar peces funcionals, sinó també per a carcasses, components visibles i alguns elements decoratius.
La fibra de carboni desgasta el broquet
Hi ha una altra característica important, especialment per a qui treballa directament amb la impressora 3D.
Les fibres de carboni són abrasives. Durant la impressió, el filament pot actuar sobre alguns components de la impressora gairebé com un paper de vidre molt fi.
El broquet és un dels elements que més pateix. Un broquet convencional de llautó es pot desgastar ràpidament si s’utilitzen habitualment filaments reforçats amb fibra de carboni.
Per aquest motiu, per a la impressió 3D amb fibra de carboni normalment s’utilitzen broquets resistents al desgast.
Quan convé triar fibra de carboni per a la impressió 3D?
Si necessites una peça funcional resistent, rígida i dimensionalment estable, els materials reforçats amb fibra de carboni poden ser una opció excel·lent.
Són especialment adequats per fabricar:
- Carcasses tècniques
- Suports i elements de fixació
- Components mecànics
- Peces per a màquines i equips
- Prototips funcionals
- Peces sotmeses a càrregues mecàniques
- Components que necessiten una bona estabilitat dimensional
Tot i això, la fibra de carboni no és simplement «el millor material» per a qualsevol projecte. Com qualsevol altre material per a impressió 3D, té els seus avantatges i les seves limitacions.
Abans de triar un material per a un projecte d’impressió 3D professional, és important tenir en compte com s’utilitzarà la peça, quines càrregues haurà de suportar, si necessita flexibilitat i quin nivell de precisió dimensional requereix. Escollir el material adequat permet obtenir les característiques que realment necessita cada peça.