पॉलीफेनिलीन सल्फाइड-कार्बन फाइबर कंपोजिट (पीपीएस-सीएफ) का परिचय

I. पीपीएस-सीएफ सामग्री का संक्षिप्त अवलोकन

• यांत्रिक संवर्धन: तन्यता शक्ति शुद्ध पीपीएस की तुलना में 30%-60% अधिक है, यंग मापांक में उल्लेखनीय सुधार हुआ है, और विरूपण प्रतिरोध मजबूत है।
• तापीय स्थिरता: गलनांक 280-290 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है, दीर्घकालिक सेवा तापमान 200-220 डिग्री सेल्सियस होता है, अल्पकालिक तापमान प्रतिरोध 260 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचता है, और तापीय चालकता 2-5 गुना बढ़ जाती है।
• रासायनिक प्रतिरोध: अम्लों, क्षारों, विलायकों और ईंधनों के प्रति प्रतिरोधी, पीए और पीओएम से बेहतर, और कार्बन फाइबर इसकी स्थिरता को प्रभावित नहीं करता है।
• आयामी स्थिरता: कम संकुचन दर (0.05–0.2%), अत्यंत कम जल अवशोषण दर (≤0.05%), और उत्कृष्ट परिशुद्धता।

II. एरिओन पीपीएस-सीएफ: हल्के प्रिंटिंग मापदंडों के तहत प्रदर्शन लाभ

1. अनुकूलनीय मुद्रण पैरामीटर (मुख्य लाभों का मूर्त रूप)

• नोजल: कठोर इस्पात/टंगस्टन कार्बाइड/रूबी सामग्री, पूर्ण-धातु हॉट एंड।
• नोजल का तापमान: 290-320°C (पारंपरिक PPS-CF के 310-340°C से कम, जिससे हॉट एंड का घिसाव कम होता है और यह अधिक सामान्य उच्च-तापमान 3D प्रिंटर के अनुकूल होता है)।
• बेड का तापमान: 100-120°C (130-150°C के उच्च तापमान की आवश्यकता नहीं है, इससे उपकरण पर भार कम होता है और मुद्रित भागों और प्लेटफॉर्म के बीच अच्छा आसंजन सुनिश्चित होता है जिससे विकृति से बचा जा सके)।
• चैम्बर का तापमान: 50-60°C (स्थिर प्रिंटिंग केवल कम चैम्बर तापमान पर ही प्राप्त की जा सकती है, 80-100°C के उच्च तापमान वाले वातावरण की आवश्यकता नहीं है, और सक्रिय चैम्बर हीटिंग वाले सामान्य बंद प्रिंटर आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं)।
• नोजल का तापमान: 290-320°C (कार्बन फाइबर की मात्रा के अनुसार समायोजित किया जाता है; मात्रा जितनी अधिक होगी, पर्याप्त पिघलने को सुनिश्चित करने के लिए तापमान 320°C के उतना ही करीब होगा)।
• मुद्रण गति: ≤200 मिमी/सेकंड (पारंपरिक पीपीएस-सीएफ को केवल कम गति पर ही मुद्रित किया जा सकता है)।
• वापसी: दूरी 1.5–2.5 मिमी, गति 25–35 मिमी/सेकंड।
• कूलिंग फैन: बंद करें या ≤5% पर सेट करें।

3. सामग्री की तैयारी

• सुखाना: 100-120 डिग्री सेल्सियस पर 6-8 घंटे तक सुखाएं (3डी प्रिंटेड पार्ट्स को प्रिंटिंग के दौरान बुलबुले और छिद्रों से बचने के लिए पूरी तरह से निर्जलित करने की आवश्यकता होती है)।
• भंडारण: इसे सीलबंद कंटेनर में नमी सोखने वाले पदार्थ के साथ, लंबे समय तक शुष्क वातावरण में रखें।

4. सामान्य चुनौतियाँ और समाधान

• नोजल की घिसावट: घिसावट-प्रतिरोधी नोजल चुनें और उनकी नियमित रूप से जांच करें और उन्हें बदलें।
• अपर्याप्त अंतरपरत आसंजन: तापमान को 5-10 डिग्री सेल्सियस बढ़ाएं, गति कम करें, कक्ष के तापमान को अनुकूलित करें और यदि आवश्यक हो तो उच्च तापमान वाले राफ्ट का उपयोग करें।
• मुद्रित भाग का विरूपण: उच्च बेड तापमान + बंद कक्ष + उचित सपोर्ट का उपयोग करें, और प्रिंटिंग के बाद एनीलिंग करें।
• कार्बन फाइबर एग्लोमरेशन: पूरी तरह से सुखाने को सुनिश्चित करें, पर्याप्त पिघलने को सुनिश्चित करने के लिए मापदंडों को अनुकूलित करें, और फिलामेंट फीडिंग की एकरूपता की जांच करें।

III. एरिओन पीपीएस-सीएफ सामग्री के लाभ और हानियाँ

1. लाभ

• सामान्य परिस्थितियों में उत्कृष्ट प्रदर्शन: ERYONE PPS-CF की प्रिंटिंग स्थितियों (नोजल तापमान 290-320°C, बेड तापमान 100-120°C, चैम्बर तापमान 50-60°C) के तहत, कोर का प्रदर्शन खराब नहीं होता है - प्रिंट किए गए भागों की तन्यता शक्ति 90 MPa तक पहुंच सकती है, फ्लेक्सुरल मॉड्यूलस 4000 MPa है, और प्रदर्शन में गिरावट ≤5% है; थर्मल स्थिरता (दीर्घकालिक 200-220°C, अल्पकालिक 260°C) और रासायनिक प्रतिरोध जैसी प्रमुख विशेषताएं पारंपरिक उच्च-तापमान प्रिंटेड PPS-CF के समकक्ष हैं।
• उत्कृष्ट तापीय प्रदर्शन: उच्च तापीय चालकता के साथ ऊष्मा प्रतिरोध, उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें ऊष्मा प्रतिरोध और ऊष्मा अपव्यय दोनों की आवश्यकता होती है।
• उच्च आयामी परिशुद्धता: कम संकुचन और कम जल अवशोषण जटिल वातावरण में स्थिर परिशुद्धता सुनिश्चित करते हैं।
• ज्वाला मंदता: UL94 V-0 रेटिंग, हैलोजन-मुक्त और कम धुआं।
• रासायनिक स्थायित्व: तेलों, ईंधनों, विलायकों, अम्लों और क्षारों से होने वाले क्षरण के प्रति प्रतिरोधी।
• हल्का वजन: घनत्व 1.31-1.33 ग्राम/सेमी³, जिससे ऊर्जा की खपत कम होती है।

2. सीमाएँ

• उच्च उपकरण आवश्यकताएँ (पारंपरिक पीपीएस-सीएफ): इसके लिए विशेष उच्च तापमान वाले प्रिंटर और घिसाव-प्रतिरोधी नोजल की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप निवेश लागत अधिक होती है; एरियॉन पीपीएस-सीएफ इस सीमा को कम कर सकता है।
• स्पष्ट भंगुरता: प्रभाव शक्ति 14-22 kJ/m² है, जो PA12-CF की तुलना में अधिक भंगुर है।
• एनीलिंग आवश्यक: उत्पादन प्रक्रिया को बढ़ाने के लिए 200-240 डिग्री सेल्सियस पर 2-4 घंटे तक एनीलिंग करें।

IV. प्रदर्शन तुलना, अनुप्रयोग और प्रकार

• एयरोस्पेस: हल्के संरचनात्मक भाग, उच्च तापमान प्रतिरोधी विद्युत आवरण।
• उच्च श्रेणी की ऑटोमोबाइल: इंजन के नीचे के मुख्य घटक, नई ऊर्जा बैटरी पैक के संरचनात्मक भाग।
• इलेक्ट्रॉनिक उपकरण: उच्च स्तरीय सर्वर हीट सिंक, 5G उपकरण आवरण, सटीक कनेक्टर।
• औद्योगिक क्षेत्र: पंप के पुर्जे, रासायनिक वाल्व, घिसाव-प्रतिरोधी सील।
• खेल उपकरण: साइकिल के पुर्जे, यूएवी के धड़, गोल्फ क्लब के सहायक उपकरण।

2. सामान्य पीपीएस-सीएफ प्रकार

• PPS-CF10: 10% कार्बन फाइबर, एंट्री-लेवल, मजबूती और प्रसंस्करण क्षमता के बीच संतुलन बनाए रखता है।
• पीपीएस-सीएफ20: 20% कार्बन फाइबर, उच्च सुदृढ़ीकरण, उच्च कठोरता की आवश्यकता वाले कोर घटकों के लिए उपयुक्त।
• पीपीएस-सीएफ/जीएफ हाइब्रिड सुदृढ़ीकरण: सतह की फिनिश को बेहतर बनाता है और लागत को कम करता है।
• पीपीएस-सीएफ-एचटी: उच्च तापमान के लिए अनुकूलित संस्करण, 240 डिग्री सेल्सियस तक दीर्घकालिक सेवा तापमान।