2025-12-25
Угленаполненный нейлон широко применяется в аддитивных технологиях FDM и FFF благодаря высокой жесткости, малому весу и хорошей термостойкости. Тем не менее, контроль размерной точности остается одной из ключевых проблем, ограничивающих его промышленное использование. По сравнению с ненаполненными нейлонами или PLA, углеродное волокно придает материалу выраженную анизотропию, что особенно заметно при печати средних и крупных деталей, тонкостенных конструкций и функциональных компонентов.
Температурное поле в процессе печати распределяется неравномерно и постоянно изменяется. Температура расплава на выходе из сопла может превышать 300°C, тогда как уже напечатанные слои быстро охлаждаются до температуры стеклования. Углеродные волокна снижают коэффициент теплового расширения, но одновременно усиливают направленную теплопроводность. При отсутствии термостабильной камеры накапливаются температурные градиенты, вызывающие остаточные напряжения и неоднородную усадку.
С точки зрения материала, изменение размеров обусловлено не только охлаждением. Оно является результатом кристаллизационной усадки, ориентации волокон и релаксации внутренних напряжений. Волокна, ориентированные вдоль траектории экструзии, ограничивают усадку в плоскости X–Y, в то время как по оси Z деформация остается более выраженной. Именно эта анизотропия часто приводит к отклонениям по высоте детали.
Для повышения точности в промышленности применяются комплексные стратегии компенсации. Использование закрытых камер с подогревом, оптимизация скорости печати и высоты слоя позволяют снизить температурные перепады. В случаях, где требуется высокая точность, измеренные коэффициенты усадки используются для неравномерного масштабирования модели в программном обеспечении для нарезки. Более продвинутые подходы включают численное моделирование температурных полей и прогнозирование деформаций еще на этапе подготовки к печати.
Таким образом, контроль размерной точности при печати угленаполненным нейлоном требует комплексного подхода, объединяющего свойства материала, тепловые условия и цифровые методы компенсации. Только при таком подходе возможно стабильное и предсказуемое производство функциональных деталей.
