Prusament PC Space Grade

Prusament PC Space Grade Black to materiał opracowany z myślą o zastosowaniach kosmicznych oraz w fizyce cząstek elementarnych. Jego główne zalety to właściwości antystatyczne (ESD-safe) oraz bardzo niskie odgazowywanie. Ponadto jego przystępna cena i łatwość drukowania na drukarkach desktopowych sprawiają, że jest to produkt wyjątkowy w tej branży. Dzięki doskonałym właściwościom ESD i kompatybilności z drukarkami desktopowymi nadaje się nie tylko do części narażonych na warunki kosmiczne, ale także do zaawansowanych projektów osobistych, takich jak obudowy urządzeń elektronicznych i innych.

Wysokiej klasy materiał dostępny dla każdego

Naszym celem było stworzenie niedrogiego materiału do użytku profesjonalnego, który ułatwiłby prototypowanie i produkcję elementów używanych w kosmosie. Do tej pory w tej dziedzinie sprawdzały się tylko drogie materiały, takie jak PEEK, PEKK i PEI, posiadające właściwości ESD. Wszystkie te materiały wymagają bardzo drogich drukarek przemysłowych. Prusament PC Space Grade Black można drukować na większości drukarek 3D Prusa, co znacznie obniża końcową cenę produkowanych komponentów i znacznie zwiększa dostępność dla wszystkich.

Filament wykazuje niewielkie lub żadne wypaczanie. Modele o wymiarach nawet 200 x 200 mm można bezpiecznie drukować na drukarkach 3D Prusa bez żadnych problemów. Konieczne jest zastosowanie utwardzonej dyszy, ponieważ dodatek włókna węglowego znacznie podwyższa właściwości abrazyjne materiału, co może prowadzić do uszkodzenia dyszy mosiężnej.

Pobierz Kartę Charakterystyki (PDF)

Wymagania dla drukarki

Właściwości rozpraszania ładunków elektrostatycznych (ESD)

Jedną z głównych cech niezbędnych do stosowania w komponentach kosmicznych jest rozpraszanie ładunków elektrostatycznych. Ta właściwość jest ważna nie tylko dla inżynierów kosmicznych, ale także dla wszystkich osób pracujących z urządzeniami elektronicznymi. W zastosowaniach hobbystycznych materiały odporne na wyładowania elektrostatyczne mogą być wykorzystywane do produkcji niestandardowych obudów PC i podobnych projektów.

Zmierzona rezystancja materiałów rozpraszających wynosi od 10⁴ do 10¹¹ Omów. Wszystko, co ma wyższą rezystancję, jest uważane za izolujące, a wszystko, co ma niższe wartości, jest uważane za przewodzące.

Zmierzono zarówno rezystywność objętościową, jak i powierzchniową próbek wydrukowanych w 3D z Prusamentu PC Space Grade Black, a wyniki potwierdziły silnie dyssypacyjny charakter materiału. Objętościowa rezystywność została zmierzona na poziomie 2,2×10⁴ Ω⋅m, natomiast rezystywność powierzchniowa wyniosła 6×10⁷ Ω/sq. Te wyjątkowe wartości zostały uzyskane bezpośrednio z próbek wydrukowanych 3D, bez żadnej obróbki końcowej, takiej jak wyżarzanie czy szlifowanie, co świadczy o wrodzonej i stałej wydajności ESD naszego filamentu. To pokazuje, że części mogą być wydrukowane i natychmiast wprowadzone do użytku w szerokiej gamie zastosowań wymagających niezawodnego rozpraszania ładunków elektrostatycznych.

Odgazowanie

Z polimerów w próżni uwalniane są różne pozostałości monomerów lub produkty degradacji samego polimeru. Może to oddziaływać na elektronikę stosowaną w satelicie (lub innych precyzyjnych urządzeniach), a nawet ją uszkodzić. Uwolnione gazy mogą zanieczyszczać urządzenia optyczne lub powodować przekłamania pomiarów precyzyjnych czujników. Wreszcie samo uwalnianie gazów może pogorszyć właściwości fizyczne i mechaniczne materiału. Produkcja polimerów termoplastycznych o niskim poziomie odgazowania stanowi duże wyzwanie i zazwyczaj osiąga się ją w drogich materiałach klasy przemysłowej, takich jak PEKK i PEEK. Udało nam się spełnić surowe wymagania określone przez Europejską Agencję Kosmiczną, biorąc za bazę PC (poliwęglan), który jest stosunkowo tanim, powszechnie dostępnym i łatwym w druku materiałem.

Zmierzone wartości odgazowania:

TML (Total Mass Loss): Ubytek masy jest wyrażany w procentach. Limit ESA wynosi 1%. Prusament PC Space Grade Black osiągnął wynik 0,25%.

CVCM (Collected Volatile Condensable Material): Limit określony przez ESA wynosi mniej niż 0,1%; Prusament PC Space Grade Black osiągnął doskonały wynik 0,00 %.

RML (Recovered Mass Loss): Maksymalny limit określony przez ESA wynosi 1,0%; Prusament PC Space Grade Black osiągnął 0,12 %.

Możesz zapoznać się z wynikami i zastosowanymi metodami w naszym artykule oraz raporcie z testu wydanym przez Aerospace & Advanced Composites GmbH.

Właściwości mechaniczne

Na początku naszej pracy nad tym projektem z TRL Space przeprowadziliśmy symulację metodą elementów skończonych dla pojedynczego modułu CubeSat i ustaliliśmy minimalne wymagane właściwości mechaniczne, które powinny wykazywać części wydrukowane w 3D. Te minimalne wartości to 70 MPa dla wytrzymałości na rozciąganie, 2 GPa dla modułu sprężystości przy rozciąganiu, 10 MPa dla przyczepności międzywarstwowej i 100°C dla temperatury ugięcia cieplnego (HDT).

Z przyjemnością informujemy, że Prusament PC Space Grade Black z powodzeniem spełnił te kryteria, osiągając:

• Wytrzymałość na rozciąganie: 75 MPa
• Moduł sprężystości przy rozciąganiu: 3,7 GPa
• Przyczepność międzywarstwowa: 18 MPa
• HDT: 137,6 °C przy obciążeniu 0,45 MPa

Przekroczenie tych wartości (w połączeniu z odgazowywaniem i charakterystyką ESD) sprawia, że filament jest silnym kandydatem jako niedrogi materiał odpowiedni do przyszłej produkcji CubeSat. Więcej szczegółów na temat właściwości mechanicznych można znaleźć w karcie technicznej.