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Carbon PLA richtig anwenden

Da ich so fasziniert bin, welche Möglichkeiten durch den Werkstoff Carbon-PLA entstehen, und diese auch sehr intensiv nutze, habe ich mich entschieden, hierfür eine eigene Seite zu erstellen.

Nach vielen Fehlschlägen mit anderen Filamenten habe ich für meine Zwecke Carbon als persönlichen Favoriten gekürt.

Ich habe oft Ideen, die eine sehr hohe Festigkeit des Druckes erfordern. Hier kommen andere FDM Filamente ganz schnell an Ihre Grenzen. Nicht aber das Kohlefaser verstärkte PLA. Aber sehen Sie selber:

Der Werkstoff Carbon PLA

Der Umgang mit Carbon PLA ist nicht ganz einfach. Aber die Möglichkeiten sind einfach der Wahnsinn. Unten stehende Fotos sind der beste Beweis für diesen extrem stabilen Werkstoff. Wie man mit PLA Carbon am besten umgeht, können Sie unter Filamente nachlesen.

Tischbein Carbon PLA

Ein Tischbein aus PLA Carbon, 1120 mm hoch und super stabil. Moderne Werkstoffe können deutlich mehr, als man meinen sollte. Der Druck hat ca. 40 Stunden gedauert. Er besteht aus 3 Teilen, die mit einem Gewinde verschraubt wurden. Hierbei habe ich die vollen 400 mm Druckhöhe des Ender 5 Plus komplett ausgereizt.

Messtechnik

Wer sich eher mit der technischen Anwendung von 3D Drucken beschäftigt, sollte zumindest ein wenig in vernünftige Messtechnik investieren. Elektronische Schieblehren sind heutzutage schon für unter 20,-€ zu haben, in angemessener Qualität.

Da ich gerne wissen wollte, wie gut die einzelnen Filamentschichten sich wirklich bei welcher Temperatur verbinden, musste ein digitales Mikroskop her.

Das Mikroskop im mittleren Preisbereich leistet echt gute Arbeit. Aber der Originalfuss ist wirklich von übelster Qualität gewesen. Das Resultat: Ab an das Zeichenprogramm, und ein neues Projekt gestartet.

 

Digitales Mikroskop

Die Aufnahme für ein Digitalmikroskop. Eigens für genau dieses Modell konzipiert und auf einem gewöhlichen 3 D Drucker hergestellt. Man muss sich nur trauen.

Bildschirmhalter aus PLA Carbon

Die enorme Belastungsfähigkeit von Carbon Filament mache ich mir im Moment überall dort nutzbar, wo normale Filamente versagen würden.

So zum Beispiel bei Bildschirmhaltern.

Bildschirmhalter Carbon PLA

Carbon PLA: ungeahnte Möglichkeiten. Mit diesem Material habe ich noch großes vor. Gegenstände, die sonst vorrangig aus Metall hergestellt werden mussten, können jetzt gedruckt werden.

Industrie Design: Oben der Bildschirmhalter vorher.

Hier ein Zierring, einem Rohrflansch nachgeeifert.

Flansch 3 D Druck

Und hier das fertige Ergebnis! Da es sich um eine rein optische Anwendung handelt, die keinerlei mechanische Beanspruchung aushalten muss, mit PLA + gedruckt. Mit Infill 20%, denn dieses Teil liegt einfach nur lose auf dem Schreibtisch.

Industrie Art Bildschirmhalter

Bildschirmhalter Industrial Art

Design Bildschirmhalter

Ein weiterer Bildschirmhalter, aus vielen Einzelteilen gedruckt. Hier das untere Element, welches später die Säule halten soll.

Design Bildschirmhalter 2

Hier das fertige Resultat. Obwohl Carbon PLA etwas zickig bei der Verarbeitung ist, ohne optische Mängel. Im 1. Versuch wohlgemerkt.

Design Bildschimhalter 3

Hier die Ansichten von hinten. Ohne Kohlefasern nicht denkbar, doch dieses Material hält extreme Kräfte aus.

Neigungsverstellung Bildschirm Carbon PLA

Aufhängungen aus Carbon

Ich wollte einen alten Desktop-Rechner zum Server umfunktionieren. Er sollte irgendwo unauffällig in der Ecke stehen, keinen Platz wegnehmen, und gut zugänglich sein.

Also was tun?

Halterungen drucken, und an einer ungenutzten stelle unter dem Schreibtisch aufhängen. Er wiegt knapp unter 10 kg, für eine gut konstruierte Halterung scheinbar überhaupt kein Problem.

Server Halterung 2

Halterung für einen Server. Die einzelne Halterung wurde von mir getestet, und hält das Gewicht von 10 kg alleine. Durch die Lastverteilung müssen diese jedoch nur 5 kg pro Stück halten.

Server Halterung

Hier das fertige Ergebnis. Die beiden Halterungen können vermutlich über 50 kg tragen, ohne wirklich an die Grenze zu kommen.

Simpel aber unkaputtbar

Aufhängung

Ein einfacher Haken aus PLA Carbon. Schnell gemacht, aber sehr nützlich.

Papierkorb Aufhängung

Und schon steht der Papierkorb nicht mehr im Weg.

Flexibilität von Carbon Filament

Nicht nur die Haltbarkeit dieses Materials, sondern auch die Flexibilität kann man sich in vielen Bereichen nutzbar machen. Ich arbeite seit Monaten mit einer Filamentzuführung, die von einer Flexiblen Halterung in der Richtung gehalten wird.

Bis jetzt sind keiner Ermüdungserscheinungen im Material zu erkennen.

Schlauchhalter

Richtig angewendet kann PLA-Carbon sehr viel leisten. Aber man sollte sich schon bei der Konstruktion Gedanken machen, wie die Zugkräfte oder Druck auf das fertige Konstrukt wirken.

Carbon PLA korrekt anwenden

Die richtige Anwendung beginnt nicht bei der Druckvorbereitung. Auch nicht beim slicen. Und schon gar nicht beim zeichnen! Der Anfang sollte immer bei der Idee und der Konstruktion sein.

Wenn man wirklich große Kräfte abfangen will, Zuglasten oder hohen Druck auf ein 3D Druckstück bringen will, muss man sich im Vorfeld schon überlegen, was sich wann und wie auswirkt. Ein Druck mit Kohlefasern ist nämlich nur in 2 der 3 Druckachsen wirklich stabil. In der X und Y Achse liegen die Fasern flach und gut miteinander vermengt im PLA. Das PLA selber ist hierbei nur Bindemittel, es hält selber keine großen Kräfte aus.

Aber da das PLA die Fasern zusammen hält, wirkt es ähnlich wie Beton. der würde ohne Stahl auch nichts aushalten. Auf Zug in diese beiden Richtungen ist die Haltbarkeit der Wahnsinn. Auf Druck wird es schon weniger.

In der Z-Achsen Richtung hält es so gut wie nichts. Diese Faktoren muss man immer berücksichtigen.

Druckdiagramm

Beispiel: Während am oberen Ende dieses Balkens Zugkräfte wirken, weil das Gewicht nach unten zieht, herrschen an der Unterseite des Balkens die gleichen Kräfte als Druckkräfte. Unten wird das Material also gestaucht, oben auseinander gezogen.

Die Carbonfasern sollten also in Pfeilrichtung verlaufen. Und ebenfalls in der vertikalen Richtung. Der Balken mit dem Ring sollte also flach auf dem Druckbett liegen, dann wird es auch halten.

Stabilität in Faserrichtung

Hier ein Beispiel für die Haltbarkeit von Carbon in Faserrichtung. Ein Halter für Schreibutensilien, gesamte Auslage 320 mm! 

Schreibutensilien Halter1
Telefon Halter Carbon

Telefon Halter Carbon Fibre. Elegant und schwer kaputt zu bekommen.

Eckregal Carbon PLA

Ein Eckregal aus Carbon PLA. Die Zwischenböden wurden so ausgelegt, das dort genug Platz für Ultra flache LED Strahler ist. Hält schwere Lasten aus und sieht auch noch sehr gut aus.

Schreibtisch Halterung

Ebenfalls Carbon-PLA: Eine sehr stabile Halterung für Headset, Handy, Aschenbecher und Staufach am Schreibtisch. Trotz Druckfehler hält die Kohlefaser, was mit anderen Filamenten undenkbar wäre. Aber dennoch, dieses Teil wird umkonstruiert und noch einmal gedruckt.

Wenn jemand ein Ersatzteil oder etwas ähnliches gedruckt haben möchte, kann er sich gerne bei mir melden. Kontakt

 

Warum ich sowas mache? Die Antwort ist ganz einfach. Weil ich es kann.

Druck dir deine Welt, wie sie dir gefällt.

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