ガラス繊維対炭素繊維

ガラス繊維と炭素繊維はどちらも確立された補強材です。どちらも複合材料の世界では非常に高い引張強度の代名詞ですが、歴史的に非常に異なる用途に使用されており、評判も異なります。

ガラス繊維は長い間「安価な」素材と考えられてきました。ボート製造、安価な構造部品、および排水製品が、この材料の主な用途を構成しています。一方、カーボンファイバーはスピードと高性能の代名詞になっています。レースカー、新しいジェット旅客機、その他のハイエンドのエンジニアリングソリューションでよく見られます。 3D印刷のコンテキストでは、炭素繊維とグラスファイバーはどちらも、エンジニアリンググレードの部品を補強できる高品質の繊維です。

それでは、炭素繊維とグラスファイバーを比較して、アプリケーションに最適な連続補強繊維を見てみましょう！ ‍

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グラスファイバー ‍

ガラス繊維は無機ケイ砂から作られ、非常に高温に加熱され、アモルファスの超微細繊維ストランドに引き込まれます。これらの長くて非常に細いガラスのストランドは、非常に高い引張強度を持っています。 Markforgedは、2種類のグラスファイバーを3Dプリントできます：

• グラスファイバー
• 高強度高温（HSHT）グラスファイバー

ガラス繊維の連続ストランドによる補強は、私たちの「エントリーレベル」の繊維かもしれませんが、ガラス繊維は、いくつかの信じられないほどの印刷部品の特性の改善を生み出すことができます。たとえば、ABSと比較すると、グラスファイバーの連続補強繊維を使用した印刷部品は、従来のABS印刷部品よりも20倍強く、張力が10倍硬くなります。工場の床の工具/固定具または高強度のプロトタイピングにコストをかけて構築する場合、グラスファイバー連続ファイバーが最適な選択肢となることがよくあります。

一方、HSHTグラスファイバーは、ミッションクリティカルな機械加工されたアルミニウム部品の代わりに使用するのが最適です。 HSHTグラスファイバーは、炭素繊維に次ぐ優れた耐熱性と曲げ強度を備えており、耐熱性と耐衝撃性を必要とする多くの産業用途に費用効果の高い連続補強ソリューションを提供します。

さらに、グラスファイバーとHSHTグラスファイバーの両方が、いくつかの潜在的にユニークで有益な二次特性を提供します。通常、補強繊維は表面下に含まれていますが、印刷部品が摩耗すると、補強ガラス繊維またはHSHTガラス繊維が露出する可能性があります。強化グラスファイバーまたはHSHTグラスファイバーの白い繊維は、摩耗面全体に擦り切れたり広がったりすることが多く、「寿命の終わり」に近いことを明確に示しています。さらに、露出した繊維の靭性により、実際に部品の寿命が長くなる可能性があります。 。明確な「視覚的摩耗マーカー」と後期の「摩耗防止」特性を持つことは、実際の産業/プロセスアプリケーションで役立つ可能性があります。

「破損が重要な」部品が繰り返し荷重条件下で使用される場合、HSHTグラスファイバー補強材（特に）は、壊滅的な破損の欠点なしに、炭素繊維補強材に近い強度を提供できるだけではありません。代わりに、最小限のエネルギーリバウンドで塑性的に降伏します。

両方のグラスファイバーのバリエーションはアモルファスであるため、多くのRF /アンテナベースのアプリケーション向けに改善された放射線透過性ソリューションを提供します。

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カーボンファイバー

炭素繊維は有機ポリマーから作られ、ガラス繊維に比べて比較的低温で処理されます。炭素繊維は本質的に結晶性であり、一連の複雑な化学的、熱的、および機械的処理によって低温処理が行われます。得られた材料は、存在する中で最も高い強度対重量比の1つを持ち、鋼とチタンの両方よりも高くなっています。

3D印刷では、炭素繊維が剛性に最適な連続繊維です。 ABSより25倍、他のMarkforged連続補強繊維より2倍剛性があります。

6061アルミニウムと比較して、3D印刷された炭素繊維は、たわみで50％高い強度対重量比を持ち、引張モーメントで300％高いため、この繊維は最大の特性を実現するための頼りになる材料になっています。

カーボンファイバーの連続補強材は、ハイエンドのモータースポーツアプリケーション向けの1回限りの最終用途部品に至るまで、最大かつ最も権威のあるグローバルビジネス向けのコンフォーマルジグ/フィクスチャおよび特殊工具を作成するために使用されています。

業界内でのより複雑な生成設計コンポーネントの開発により、高価な5軸フライス盤での「仕上げ後の機械加工」のための複雑な工具要件が生じることがよくあります。 Markforgedは、インダストリー4.0のリーダーが最大限の可能性を実現できるようにする、超軽量で高度に「減衰」された特殊な「コンフォーマル」ツールについて、世界中の多くのベンチマーク機会に積極的に参加しています。

3DプリンターとCNCマシンの違いは何ですか？

カーボンファイバーvsグラスファイバー：最終評決

炭素繊維とグラスファイバーはどちらも、材料のニーズに基づいて独自の利点と用途を提供します。アプリケーションに最適な補強繊維について、さらにヘルプやアドバイスが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。

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