Graphen-Filament ist eine der sichtbarsten Anwendungen von Graphen in Konsum- und Prosumer-Produkten. Hinter jeder Spule steht ein Filamenthersteller, der Graphen gleichmäßig in einem Polymer verteilen und den Durchmesser über Hunderte von Metern in der Toleranz halten musste. Dieser Artikel ist für diese Hersteller. Er behandelt, was Graphen gedruckten Teilen bringen soll, warum das Compoundieren über Erfolg oder Misserfolg entscheidet und wie man unser Graphen-Filamentadditiv (Graphene 3D Printing Filament Additive) testet.
Für wen dieses Additiv gedacht ist
Unser Additiv ist für Filamentproduzenten gedacht, nicht für die Zugabe am Drucker. Es wird in PLA, PETG, ABS, Nylon und andere druckbare Polymere compoundiert, bevor das Filament extrudiert wird. Wenn Sie eine Druckerfarm betreiben und Graphen-Filament möchten, ist der richtige Weg ein Filamenthersteller, der es compoundiert.
Was Graphen bringen soll
- Steifigkeit und Festigkeit: Die Festigkeit von Graphen als einzelne Lage ist außergewöhnlich (Lee et al., Science, 2008), und gut dispergierte Plättchen können einem Polymer helfen, Last zu tragen.
- Wärmeleitfähigkeit: kann gedruckten Teilen helfen, Wärme zu verteilen, und kann verändern, wie Schichten abkühlen.
- Elektrische Leitfähigkeit: interessant für antistatische und leitfähige Teile, meist bei höheren Füllgraden.
- Optik: Graphen ergibt eine tiefschwarze Farbe.
Wir veröffentlichen keine Leistungswerte für Filament. Die Ergebnisse werden mit dem aktuellen Filament des Herstellers verglichen.
Warum das Compoundieren der schwierige Teil ist
Filament muss vom ersten bis zum letzten Meter gleich drucken. Graphen-Agglomerate verursachen Durchmesserschwankungen, Oberflächenfehler und im schlimmsten Fall verstopfte Düsen, besonders bei feinen Düsen. Eine gleichmäßige Dispergierung ist kein Extra; sie macht Graphen-Filament überhaupt erst druckbar.
Deshalb ist unser Additiv in Harz vordispergiert. Sie geben beim Compoundieren ein Harzkonzentrat zu, statt zu versuchen, trockene Plättchen in einem Doppelschneckenextruder aufzubrechen. Unser Artikel Was ist eine Graphen-Dispersion erklärt, warum wir nie Pulver versenden.
Was das Additiv ist
- Träger: Harzdispersion zum Compoundieren.
- Polymere: PLA, PETG, ABS, Nylon und andere druckbare Polymere.
- Dosierung: 1 % bis 7 % nach Gewicht, je nach Anwendung, mit einem empfohlenen Ausgangspunkt für jedes Polymer.
- Status: zum Patent angemeldet (patent pending), hergestellt in den USA in Charlotte, NC, kein Ruß, nie als Pulver verkauft.
Ein Plan für den Filamentversuch
- Referenz: Wählen Sie eine Polymertype und ein Filament, das Sie bereits herstellen, mit Daten zu Durchmesser, Ovalität und Druck.
- Compoundieren: Geben Sie das Additiv in zwei oder drei Füllgraden im Bereich von 1 % bis 7 % zu. Halten Sie Schneckenkonfiguration, Temperaturen und Durchsatz beim ersten Lauf gleich wie bei Ihrer Referenz.
- Trocknen: Trocknen Sie Granulat und Filament wie gewohnt. Hygroskopische Polymere wie Nylon und PETG brauchen das weiterhin.
- Filament extrudieren: Protokollieren Sie Durchmesser und Ovalität über die gesamte Spule. Achten Sie auf Ausreißer, die oft auf Agglomerate hinweisen.
- Testteile drucken: gleicher Drucker, gleiche Düse, Temperaturen und Einstellungen wie bei der Referenz. Drucken Sie Zugstäbe in mehr als einer Ausrichtung, denn die Schichthaftung begrenzt oft die Festigkeit gedruckter Teile.
- Prüfen: Zug- und Biegeeigenschaften, Schlagzähigkeit sowie alle thermischen oder Leitfähigkeitstests, die Ihre Produktaussagen erfordern.
- Prüfen Sie Düsenverschleiß und Verstopfung bei einem längeren Druck, besonders mit Messingdüsen und feinen Durchmessern.
Druckeinstellungen, auf die man achten sollte
Ein wärmeleitfähiger Füllstoff kann verändern, wie sich die Schmelze im Hotend verhält und wie schnell die Schichten abkühlen. Manche Hersteller stellen fest, dass sie kleine Änderungen an Temperatur oder Kühlung brauchen. Nehmen Sie diese Änderungen erst nach einem vergleichbaren Referenzdruck vor, damit Sie den Effekt des Additivs für sich allein sehen.
Was wir nicht behaupten
Wir behaupten keine Werte zu Festigkeit, Steifigkeit, Leitfähigkeit oder Druckbarkeit für Filament mit unserem Additiv, und wir haben keine Kundenfallstudien, die wir teilen könnten. Ihre Spulen und Ihre Testdrucke sind der Nachweis, und alle Produktaussagen zu Ihrem Filament sollten aus Ihren eigenen Tests stammen.
„Filamenthersteller stehen und fallen mit der Gleichmäßigkeit. Wenn das Graphen gleichmäßig im Harz dispergiert ist, hat die Spule eine Chance.“ — Frans Alkemade
Qualitätskontrolle an der Linie
Sobald eine Rezeptur feststeht, nehmen Sie Graphen in Ihre normalen Qualitätsprüfungen auf. Protokollieren Sie Durchmesser und Ovalität kontinuierlich, bewahren Sie Rückstellmuster jeder Charge auf und drucken Sie aus jedem Ansatz ein kurzes Testteil. Notieren Sie die Additivcharge zusammen mit der Polymercharge. Meldet ein Kunde ein Problem, können Sie dank dieser Rückverfolgbarkeit prüfen, ob es vom Graphen, vom Polymer oder vom Prozess kam.
Weiterführende Artikel
Siehe unseren Leitfaden für Kunststoff-Compoundeure und Graphen in Konsumgütern.
Lesen Sie die Pressemitteilung zum Filamentadditiv, besuchen Sie die Seite Graphen-Polymerverbundwerkstoffe oder fordern Sie ein Angebot und Muster an.
Häufige Fragen
Kann ich Graphen am Drucker zugeben?
Nein. Unser Additiv ist für Filamenthersteller gedacht und wird in das Polymer compoundiert, bevor das Filament extrudiert wird.
In welche Polymere kann Graphen?
PLA, PETG, ABS, Nylon und andere druckbare Polymere, mit einer für das Compoundieren abgestimmten Harzdispersion.
Wie viel Graphen-Filamentadditiv wird verwendet?
1 % bis 7 % nach Gewicht, je nach Anwendung. Für jedes Polymer schlagen wir einen Ausgangspunkt vor.
Verstopft Graphen-Filament meine Düse?
Agglomerate können das. Entscheidend ist eine gleichmäßige Dispergierung, deshalb ist das Additiv in Harz vordispergiert. Testen Sie lange Drucke mit Ihrer kleinsten Düse.
Braucht Graphen-Filament andere Druckeinstellungen?
Manchmal helfen kleine Änderungen an Temperatur oder Kühlung. Nehmen Sie sie erst nach einem vergleichbaren Referenzdruck vor, damit Sie den Effekt des Additivs selbst sehen.
Angebot, Muster oder technisches Datenblatt anfordern
Nennen Sie uns Ihr Material, die Eigenschaft, die Sie verbessern möchten, den verwendeten Träger (Wasser, Lösungsmittel, Harz oder Öl) und Ihre Mengen. Preise und Muster erhalten Sie nur auf Anfrage. Rufen Sie an unter 704-659-3682 oder fordern Sie ein Angebot, Muster oder ein technisches Datenblatt / SDB an.
