FRP (ไฟเบอร์เสริมโพลิเมอร์)

การแนะนำการพิมพ์ 3 มิติด้วย FRP

พอลิเมอร์เสริมใย (FRP) คือวัสดุผสมที่ประกอบด้วยเมทริกซ์พอลิเมอร์ที่เสริมด้วยใย วัสดุอเนกประสงค์นี้ผสมผสานความแข็งแรงและความแข็งของใย เช่น ใยแก้ว ใยคาร์บอน หรือใยอะรามิด เข้ากับคุณสมบัติน้ำหนักเบาและทนต่อการกัดกร่อนของเรซินพอลิเมอร์ เช่น อีพอกซีหรือโพลีเอสเตอร์ FRP ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่โดดเด่น เช่น อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูง ความทนทาน และความยืดหยุ่นในการออกแบบ การใช้งานทั่วไป ได้แก่ การเสริมความแข็งแรงโครงสร้างในอาคาร การซ่อมแซมสะพาน ส่วนประกอบอากาศยาน ชิ้นส่วนยานยนต์ การก่อสร้างทางทะเล และอุปกรณ์กีฬา ความสามารถในการปรับแต่งวัสดุผสม FRP ให้เหมาะกับความต้องการด้านประสิทธิภาพเฉพาะ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการในแนวทางวิศวกรรมและการผลิตสมัยใหม่

วิธีการทำงานมีดังนี้

1. การเลือกเส้นใย: เส้นใยจะถูกเลือกตามคุณสมบัติเชิงกลของเส้นใยขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการใช้งาน ตัวอย่างเช่น เส้นใยคาร์บอนมีความแข็งแรงและความแข็งสูง จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์ ในขณะที่เส้นใยแก้วมีความแข็งแรงและคุ้มต้นทุนสำหรับการเสริมโครงสร้างทั่วไป

2.วัสดุเมทริกซ์: เมทริกซ์โพลิเมอร์ โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบเรซิน จะถูกเลือกโดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้ากันได้กับเส้นใย คุณสมบัติทางกลที่ต้องการ และสภาพแวดล้อมที่คอมโพสิตจะต้องเผชิญ

3. การผลิตแบบคอมโพสิต: ไฟเบอร์จะถูกชุบด้วยเรซินเหลว จากนั้นจึงขึ้นรูปเป็นรูปร่างที่ต้องการหรือทาเป็นชั้นๆ ในแม่พิมพ์ กระบวนการนี้สามารถทำได้โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การวางด้วยมือ การพันเส้นใย การพัลทรูชัน หรือการวางเส้นใยอัตโนมัติ (AFP) ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนและขนาดของชิ้นส่วน

4. การบ่ม: หลังจากการขึ้นรูป เรซินจะผ่านการบ่ม ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีหรือการให้ความร้อนเพื่อทำให้วัสดุคอมโพสิตแข็งและแข็งตัว ขั้นตอนนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าเส้นใยจะยึดติดแน่นภายในเมทริกซ์โพลีเมอร์ ทำให้มีโครงสร้างที่แข็งแรงและเหนียวแน่น

5. การตกแต่งและการประมวลผลหลังการผลิต: เมื่อทำการบ่มแล้ว คอมโพสิต FRP อาจต้องเข้าสู่กระบวนการตกแต่งเพิ่มเติม เช่น การเล็ม การขัด หรือการเคลือบ เพื่อให้ได้พื้นผิวที่เสร็จสมบูรณ์และความแม่นยำของมิติตามต้องการ

ข้อดี

  • อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงสำหรับโครงสร้างน้ำหนักเบา
  • ทนทานต่อการกัดกร่อน เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
  • ความยืดหยุ่นในการออกแบบช่วยให้มีรูปร่างและรูปแบบที่ซับซ้อนได้
  • ทนทานต่อความเมื่อยล้าได้ดีเยี่ยม ช่วยยืดอายุการใช้งาน
  • ความต้องการบำรุงรักษาต่ำเมื่อเทียบกับวัสดุแบบดั้งเดิม
  • ไม่นำไฟฟ้า เพิ่มความปลอดภัยในการใช้งานบางประเภท

ข้อเสีย

  • ต้นทุนวัตถุดิบและการผลิตเริ่มต้นสูงกว่า
  • ความเสี่ยงต่อความเสียหายจากแรงกระแทกในการใช้งานบางประเภท

อุตสาหกรรมที่มีการพิมพ์ 3 มิติด้วย FRP

การประมวลผลหลังการ

เนื่องจากโมเดลได้รับการพิมพ์ด้วยเทคโนโลยี SLA จึงสามารถขัด ทาสี ชุบไฟฟ้า หรือพิมพ์สกรีนได้อย่างง่ายดาย สำหรับวัสดุพลาสติกส่วนใหญ่ มีเทคนิคหลังการประมวลผลให้เลือกใช้ดังต่อไปนี้