KARAKSA™ F DX101

Polyamid ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien im industriellen 3D-Druck dank seiner hervorragenden mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften, was es zu einer sehr ausgewogenen Option für vielfältige Anwendungen macht. Sowohl unverstärktes Polyamid als auch Polyamid mit herkömmlichen Fasern verstärkt weisen jedoch Einschränkungen auf, die ihre Nutzung in anspruchsvollen Umgebungen begrenzen.

Bei unverstärktem Polyamid treten die Hauptnachteile während des Druckprozesses auf: starkes Warping, das die Maßhaltigkeit beeinträchtigt, hohe Wahrscheinlichkeit von Fehlern bei großen oder flachen Bauteilen, ausgeprägte Neigung zu Stringing und schlechtes Verhalten bei Brücken und Überhängen, was die Designfreiheit und geometrische Präzision einschränkt.

Mit Kohlefaser- oder Glasfaser verstärkte Polyamide reduzieren einige dieser Verformungen und erhöhen die Steifigkeit, bringen jedoch neue Kompromisse mit sich: raue Oberflächen, Einschränkungen bei der Verwendung von Düsen mit kleinem Durchmesser (normalerweise ≥0,4 mm bei CF und ≥0,6 mm bei GF) und hoher Verschleiß von Extruder und Hotend aufgrund der Abrasivität der Fasern.

KARAKSA™ F DX101 wurde entwickelt, um diese Einschränkungen zu lösen und bietet eine echte Alternative zu herkömmlich verstärkten Nylons. Dank der Verwendung von 7 % hochtemperaturbeständigen Zellulose-Nanofasern (CNF), entwickelt von Asahi Kasei, bietet dieses Material eine hochwirksame Verstärkung ohne die Nachteile herkömmlicher Fasern.

CNF-Technologie und innere Struktur

Der Schlüssel zur Leistung von KARAKSA™ F DX101 liegt in der äußerst gleichmäßigen Verteilung der Zellulose-Nanofasern innerhalb der Polymermatrix. Diese CNFs bilden ein kontinuierliches dreidimensionales Netzwerk durch Wasserstoffbrücken und verteilen sich homogen auf Nanometerskala. Diese Struktur verstärkt das Material und wirkt als dynamische interne Unterstützung, verbessert die Lastübertragung zwischen den Schichten und reduziert innere Spannungen während der Abkühlung.

Bild 1: Struktur der Zellulose-Nanofasern von Asahi Kasei. Quelle: Asahi Kasei

Thixotropes Verhalten optimiert für FFF

Unter hohen Scherbedingungen in der Düse fließt das Material leicht und ermöglicht eine stabile und kontinuierliche Extrusion. Nach der Ablagerung steigt die Viskosität schnell an, verhindert Durchhängen und erhält die definierte Geometrie. Dies führt zu stabileren Brücken, besser kontrollierten Überhängen und hervorragender geometrischer Genauigkeit, selbst bei komplexen und großen Bauteilen.

Bild 2: Teil mit komplexen Überhängen und Brücken, gedruckt mit Karaksa F. Quelle: Asahi Kasei

Maßhaltigkeit und industrielle Präzision

Mit 7 % CNF reduziert DX101 die thermische Schrumpfung von Nylon sehr effektiv und erreicht eine überlegene Maßhaltigkeit, selbst bei langen Drucken oder Bauteilen mit großem Volumen. Für industrielle Anwendungen bedeutet dies höhere Wiederholbarkeit, bessere Toleranzkontrolle und eine deutliche Reduzierung von Ausschuss oder Nachbearbeitung.

Bild 3: Große Teile, gedruckt mit Karaksa ohne sichtbares Warping. Quelle: Asahi Kasei

Oberflächenqualität und Geräteschutz

Obwohl es sich um einen gefüllten Filament handelt, bietet KARAKSA™ F DX101 eine glatte und gleichmäßige Oberfläche, die weit über der von CF- oder GF-Filamenten liegt. Die Zellulose-Nanofasern, weicher und flexibler als herkömmliche Fasern, verringern den Düsenverschleiß und minimieren das Verstopfungsrisiko. Gehärtete Düsen sind nicht erforderlich, und es kann mit Durchmessern bis zu 0,2 mm gedruckt werden, ohne Detailverlust.

Bild 4: Vergleich der Detailauflösung bei verschiedenen Düsendurchmessern in Karaksa F-Drucken. Quelle: Asahi Kasei

Mechanische Festigkeit und Zuverlässigkeit

Die ausgezeichnete Haftung zwischen den Schichten verleiht DX101 hohe interlaminare Festigkeit, sodass Bauteile wiederholte Belastungen ohne Delamination aushalten. Seine hohe thermische und mechanische Beständigkeit macht es besonders geeignet für Strukturteile, industrielle Werkzeuge und mechanische Komponenten, bei denen Maßhaltigkeit entscheidend ist.

Bild 5: Montage mit engen Toleranzen, gedruckt mit Karaksa F. Quelle: Asahi Kasei

Innerhalb der KARAKSA™ F-Reihe stellt DX101 die Option mit maximaler technischer Leistung dar, während die Version BX102 (5 % CNF) für Anwendungen konzipiert ist, bei denen Flexibilität und Oberflächenqualität im Vordergrund stehen, während sehr gute mechanische Eigenschaften erhalten bleiben.

Wichtiger Hinweis: Die folgenden Aktivitäten sind streng verboten:

• Dieses Material für illegale Aktivitäten oder Zwecke zu verwenden.
• Dieses Material für die Herstellung von medizinischen Geräten zu verwenden.
• Dieses Material zur Herstellung von Geräten zu verwenden, die mit Schleimhäuten, Körperflüssigkeiten, Blut oder Medikamenten in Kontakt kommen.
• Dieses Material für militärische Zwecke zu verwenden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Entwicklung, Herstellung, Nutzung oder Lagerung von Waffen oder anderen militärischen Geräten oder Produkten.
• Dieses Material für die Herstellung von Geräten oder Produkten zu verwenden, die mit Lebensmitteln oder Getränken in Kontakt kommen.