Spojené státy americké
O filamentu PC Space Grade Black
Prusament PC Space Grade Black je materiál vyvinutý pro vesmírný průmysl a použití v oblasti částicové fyziky. Jeho přednostmi jsou elektrostatická bezpečnost a velmi nízká úroveň odplyňování. Díky příznivé ceně a snadnému tisku na běžných stolních 3D tiskárnách představuje unikátní řešení pro celé odvětví. Vzhledem k tomu, že je nový materiál elektrostaticky disipativní a je kompatibilní s desktopovými 3D tiskárnami, může být určen nejen pro součástky vystavené kosmickému prostředí, ale i pro pokročilé domácí projekty, jako jsou kryty elektronických zařízení a další.
Špičkový materiál dostupný každému
Naším cílem bylo vytvořit profesionální, ale dostupný materiál, který usnadní prototypování a výrobu součástek pro vesmírné použití. Doposud byly v tomto oboru použitelné pouze velmi drahé materiály jako PEEK, PEKK a PEI s obdobnými vlastnostmi, které navíc vyžadují průmyslové tiskárny s vysokou pořizovací cenou. Prusament PC Space Grade Black však lze tisknout na většině 3D tiskáren Prusa, což výrazně snižuje výslednou cenu vyráběných dílů a zvyšuje dostupnost této technologie.
Elektrostatické disipativní vlastnosti
Další klíčovou vlastností pro použití v kosmických součástkách je schopnost odvádět elektrostatický náboj. Tato vlastnost je důležitá nejen pro kosmický průmysl, ale i pro každého, kdo pracuje s elektronikou. Při hobby využití lze tyto materiály použít pro výrobu vlastních PC skříní a podobných produktů.
Měřený odpor disipativních materiálů se pohybuje mezi 104 a 1011 Ohmů, vyšší odpor značí izolant, nižší odpor značí vodivý materiál.
U vytištěných vzorků z materiálu Prusament PC Space Grade Black jsme měřili objemový i povrchový odpor a výsledky potvrdily vysoce disipativní charakter materiálu. Objemový odpor byl naměřen na hodnotě 2,2×104 Ω⋅m, zatímco povrchový činil 6×107 Ω/sq. Těchto výjimečných hodnot bylo dosaženo přímo na 3D tištěných dílech, bez jakékoliv následné úpravy, což svědčí o stabilních a kvalitních disipativních vlastnostech našeho nového filamentu. Díly tedy lze po vytištění rovnou použít pro širokou škálu aplikací, kde jsou popisované vlastnosti nezbytné.
Odplyňování
Obecně se z polymerů ve vakuu uvolňují zbytkové monomery nebo produkty vlastní degradace. A právě tyto látky mohou ovlivnit nebo poškodit elektroniku satelitu či jiných přesných zařízení. Uvolněné plyny mohou kontaminovat optické přístroje nebo způsobit nepřesnosti nejrůznějších senzorů. Uvolnění plynů pak může také negativně ovlivnit fyzikální a mechanické vlastnosti samotného materiálu. Vyrobit termoplastické polymery s nízkou úrovní odplyňování je značně náročné a typicky se toho dosahuje pouze u drahých průmyslových materiálů jako PEKK nebo PEEK. My jsme dokázali splnit přísné požadavky definované Evropskou kosmickou agenturou pomocí polykarbonátu, který je relativně levný, běžný a snadno tisknutelný.
Naměřené hodnoty odplyňování:
TML (Celková ztráta hmotnosti): Ztráta hmotnosti se udává v %. Limit ESA je 1 %, výsledek Prusamentu PC Space Grade Black činil 0,25 %.
CVCM (Shromážděný těkavý kondenzovatelný materiál): Limit ESA je méně než 0,1 %, výsledek Prusamentu PC Space Grade Black je perfektních 0,00 %.
RML (Recovered Mass Loss): The maximum limit stated by ESA is 1.0 %; the Prusament PC Space Grade Black reached 0.12 %.
Výsledky a použité metody měření najdete v oznamovacím článku a ve zprávě vydané společností Aerospace & Advanced Composites GmbH.
Mechanické vlastnosti
Na začátku spolupráce s TRL Space jsme provedli simulaci metodou konečných prvků (FEM) pro návrh satelitu CubeSat a stanovili minimální požadované hodnoty mechanických vlastností, které by tištěné díly měly překročit. Minimální požadované hodnoty byly: pevnost v tahu 70 MPa, modul pružnosti 2 GPa, soudržnost vrstev 10 MPa a teplota tvarové stálosti (HDT) 100 °C.
S potěšením můžeme říct, že Prusament PC Space Grade Black úspěšně splnil kritéria, když jsme dosáhli následujících hodnot:
- Pevnost v tahu: 75 MPa
- Modul pružnosti: 3.7 GPa
- Soudržnost vrstev: 18 MPa
- HDT: 137.6 °C při zatížení 0.45 MPa
Překročení těchto hodnot (v kombinaci s ESD a vlastnostmi odplyňování) činí z tohoto filamentu silného kandidáta na cenově dostupný materiál pro budoucí výrobu satelitů CubeSat. Více informací o mechanických vlastnostech najdete v Technickém listu.
Tiskové nastavení
Prusament PC Space Grade Black lze tisknout na většině 3D tiskáren, stejně jako běžné polykarbonáty. Filament vykazuje minimální kroucení (warping). Modely až do velikosti 200x200 mm lze bez problémů tisknout na 3D tiskárnách Prusa.
Podporované profily 3D tiskáren: Prusa Core One, MK4S, XL, Prusa Pro HT90 (tiskárny třetích stran mohou být rovněž využity)
| Tryska | 290±10 °C |
| Vyhř. podložka | 120±10 °C |
| Doporučený tiskový plát | Texturovaný (Zrnitý povrch) / Saténový / PP |
| Zakrytování tiskárny | Není vyžadováno |
Schnutí filamentu: Před tiskem doporučujeme filament vysušit (6 hodin při 60 °C) a během tisku uchovávat v dryboxu pro dosažení nejlepších výsledků. Vysušený Prusament PC Space Grade Black nabízí vynikající rozměrovou přesnost a nejlepší vlastnosti ve všech popisovaných ohledech.
Před tiskem si přečtěte informace o přípravě tiskového povrchu v našem odborném článku a tabulce materiálů.Základní vlastnosti
Tipy a triky pro začátečníky
Nezbytné je využití tvrzené trysky, protože uhlíková aditiva jsou vysoce abrazivní materiál, který může standardní moszanou trysku poškodit.
Polykarbonát nepředstavuje žádné výrazné zdravotní riziko. I přes to ale doporučujeme tisknout v dobře větrané místnosti nebo uzavřené tiskárně s aktivní filtrací, která udrží úroveň UFP a VOC co nejníže. Ani uhlíková aditiva vázaná uvnitř polymeru nepředstavují žádné zdravotní riziko. Používání ochranných pomůcek, jako jsou brýle, respirátor a rokavice je doporučeno při intenzivním broušení.
Celý výrobní proces dané součástky můžete sledovat od začátku až do konce. Ke všem cívkám Prusamentu poskytujeme výrobní data včetně konzistence průměru, hmotnosti, délky, oválnosti a obvyklých odchylek. Tisk včetně telemetrie pak lze samozřejmě sledovat přes Prusa Connect.
Další podrobné tipy pro tisk najdete v našem článku blog.prusa3d.com a tisková nastavení v tabulce materiálů.
Vyvinuto ve spolupráci s TRL Space
Prusament PC Space Grade Black byl vyvinutý ve spolupráci s českou vesmírnou společností TRL Space. Brněnský tým TRL Space nabízí kompletní vesmírné mise na klíč – od úvodního návrhu přes vypuštění na oběžnou dráhu až po analýzu satelitních dat. TRL Space spolupracuje s Evropskou kosmickou agenturou a dalšími globálními organizacemi v tomto oboru. Spojuje přední vědce, inženýry a vizionáře z celého světa a vyvíjí vlastní technologie pro mise na oběžné dráze Země i na Měsíci. TRL Space je součástí TRL Group – dynamické skupiny firem, které dodávají pokročilé technologie po celém světě. Do TRL Group patří například TRL Drones, Zaitra, Corac Engineering a MecMa.
Co můžete očekávat?
Vyrobeno in-house Josefem Průšou
Prusa Research je jediný výrobce 3D tiskáren s vlastními linkami na výrobu filamentu. Naše zkušenosti s 3D tiskem jsou klíčem k výrobě kvalitního filamentu.
Prémiová kvalita materiálů a důkladné testování
Celý proces výroby je bedlivě monitorován a měřen je – průměr filamentu, stálost barvy a mechanické vlastnosti – tím zaručíme, že je každá cívka dokonalá.
Garantovaná výrobní tolerance ± 0.04 mm
Nevěříme, že je průmyslový standard 0,05 mm dostatečný pro perfektní 3D výtisky. Proto garantujeme přesnost ± 0,04 mm a vysokou stálost barev v našich filamentech.
Kvalita, kterou si můžete zkontrolovat
Jsme jediným výrobcem, který poskytuje možnost kontroly parametrů každé cívky s filamentem. Naskenujte QR kód na cívce a prohlédněte si všechny podrobnosti online (zkontrolujte ukázkovou cívku).
Poznámky
Prusament PC Space Grade Black od Prusa Research
1.75 mm filament je vyráběný s přesností na ±0.04 mm.
Pro tento typ filamentu nemůžeme garantovat perfektní navinutí cívky.
Příprava objednávky: 1-3 pracovních dnů. Čekací doba může být ovlivněna případnými dalšími položkami v objednávce.