El filamento de grafeno es uno de los usos más visibles del grafeno en productos de consumo y para usuarios avanzados. Detrás de cada bobina hay un fabricante de filamento que tuvo que repartir el grafeno de forma uniforme en un polímero y mantener el diámetro dentro de especificación durante cientos de metros. Este artículo es para esos fabricantes. Explica lo que el grafeno está pensado para aportar a las piezas impresas, por qué la formulación es donde triunfa o fracasa y cómo probar nuestro aditivo de grafeno para filamento (Graphene 3D Printing Filament Additive).
Para quién es este aditivo
Nuestro aditivo es para productores de filamento, no para añadirlo en la impresora. Se incorpora en PLA, PETG, ABS, nylon y otros polímeros imprimibles antes de extruir el filamento. Si usted opera una granja de impresoras y quiere filamento de grafeno, la vía correcta es un fabricante de filamento que lo formule.
Lo que el grafeno está pensado para aportar
- Rigidez y resistencia: la resistencia del grafeno como lámina individual es excepcional (Lee et al., Science, 2008), y las escamas bien dispersas pueden ayudar a un polímero a soportar carga.
- Conductividad térmica: puede ayudar a que las piezas impresas repartan el calor y puede cambiar cómo se enfrían las capas.
- Conductividad eléctrica: de interés para piezas antiestáticas y conductoras, normalmente con cargas más altas.
- Apariencia: el grafeno da un color negro profundo.
No publicamos cifras de rendimiento para filamento. Los resultados se comparan con el filamento actual del fabricante.
Por qué la formulación es la parte difícil
El filamento tiene que imprimir igual desde el primer metro hasta el último. Los aglomerados de grafeno provocan variaciones de diámetro, defectos superficiales y, en el peor de los casos, obstrucciones de la boquilla, sobre todo con boquillas finas. Una dispersión uniforme no es un extra; es lo que hace imprimible el filamento de grafeno.
Por eso nuestro aditivo viene predisperso en resina. Usted añade un concentrado en resina durante la formulación en lugar de intentar romper escamas secas en una extrusora de doble husillo. Nuestro artículo qué es una dispersión de grafeno explica por qué nunca enviamos polvo.
Qué es el aditivo
- Portador: dispersión en resina para formulación.
- Polímeros: PLA, PETG, ABS, nylon y otros polímeros imprimibles.
- Dosis: del 1 % al 7 % en peso, según la aplicación, con un punto de partida sugerido para cada polímero.
- Estado: patente en trámite (patent pending), fabricado en EE. UU. en Charlotte, NC, sin negro de humo, nunca se vende en polvo.
Un plan de prueba de filamento
- Referencia: elija un grado de polímero y un filamento que ya fabrique, con datos de diámetro, ovalidad e impresión.
- Formulación: añada el aditivo en dos o tres cargas dentro del 1 % al 7 %. Mantenga el perfil de husillo, las temperaturas y el caudal iguales a los de su referencia en la primera corrida.
- Secado: seque los pellets y el filamento como lo haría normalmente. Los polímeros higroscópicos como el nylon y el PETG lo siguen necesitando.
- Extrusión del filamento: registre el diámetro y la ovalidad a lo largo de toda la bobina. Busque picos, que a menudo indican aglomerados.
- Impresión de piezas de prueba: la misma impresora, boquilla, temperaturas y ajustes que la referencia. Imprima probetas de tracción en más de una orientación, porque la adhesión entre capas suele limitar la resistencia de lo impreso.
- Pruebas: propiedades de tracción y flexión, impacto y cualquier prueba térmica o de conductividad que requieran las afirmaciones de su producto.
- Revise el desgaste y la obstrucción de la boquilla en una impresión más larga, sobre todo con boquillas de latón y diámetros finos.
Ajustes de impresión a vigilar
Añadir una carga térmicamente conductora puede cambiar el comportamiento del material fundido en el cabezal caliente y la rapidez con la que se enfrían las capas. Algunos fabricantes ven que necesitan pequeños cambios de temperatura o de enfriamiento. Haga esos cambios solo después de una impresión de referencia en igualdad de condiciones, para poder ver el efecto del aditivo por sí solo.
Lo que no afirmamos
No afirmamos cifras de resistencia, rigidez, conductividad ni imprimibilidad para filamento elaborado con nuestro aditivo, y no tenemos casos de clientes que compartir. Sus bobinas y sus impresiones de prueba son la evidencia, y cualquier afirmación de producto sobre su filamento debe venir de sus propias pruebas.
«Los fabricantes de filamento viven y mueren por la uniformidad. Si el grafeno está bien disperso en la resina, la bobina tiene una oportunidad». — Frans Alkemade
Control de calidad en la línea
Una vez elegida la formulación, incorpore el grafeno a sus controles de calidad habituales. Registre el diámetro y la ovalidad de forma continua, conserve muestras de retención de cada lote e imprima una pieza de prueba corta de cada lote. Anote el lote del aditivo junto al lote del polímero. Si un cliente informa un problema, esa trazabilidad le permite comprobar si vino del grafeno, del polímero o del proceso.
Lecturas relacionadas
Vea nuestra guía para compounders de plásticos y el grafeno en los bienes de consumo.
Lea el comunicado de prensa del aditivo para filamento, vea la página de compuestos poliméricos con grafeno o solicite una cotización y muestras.
Preguntas frecuentes
¿Puedo añadir grafeno en la impresora?
No. Nuestro aditivo es para fabricantes de filamento y se incorpora al polímero antes de extruir el filamento.
¿En qué polímeros puede ir el grafeno?
PLA, PETG, ABS, nylon y otros polímeros imprimibles, usando una dispersión en resina ajustada para la formulación.
¿Cuánto aditivo de grafeno para filamento se usa?
Del 1 % al 7 % en peso, según la aplicación. Sugerimos un punto de partida para cada polímero.
¿El filamento de grafeno obstruirá mi boquilla?
Los aglomerados pueden hacerlo. La clave es una dispersión uniforme, por eso el aditivo viene predisperso en resina. Pruebe impresiones largas con su boquilla más pequeña.
¿El filamento de grafeno necesita ajustes de impresión distintos?
A veces ayudan pequeños cambios de temperatura o enfriamiento. Hágalos solo después de una impresión de referencia en igualdad de condiciones para ver el efecto propio del aditivo.
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