Sterkte G10/FR4 in vergelijking met Aluminium plaat

Ben van plan een 3D printer te gaan bouwen, de MendelMax 2.0.

Echter een aantal onderdelen zijn van 3,... mm uit Aluminium. Zou G10 van 5mm dik even stijf, stevig worden als frameverbinding. Of nog dikker gaan ?

Waarom omschakelen naar GFK plaat, omdat mijn freesmachine niet goed met metaal overweg kan denk ik.

Iemand ideetjes ? Gevoelsmatige opmerkingen ?

Greetz
Tim

 

G10 is sterker dan de meeste aluminium legeringen, uitzondering is 7075, maar ik veronderstel dat je dat niet zult gebruiken. Wel zijn vezelversterkte kunsstoffen brosser, dat wil zeggen dat ze breken zonder veel voorafgaande vervorming (bij de keuze "buigen of barsten" kiezen ze voor barsten, waar aluminium eerst voor buigen kiest).

Maar G10 is wel aanzienlijk minder stijf dan Aluminium. De elasticiteitsmodulus is 18 tot 19 GPa, en die van aluminium 69 GPa, wat dus wel een factor 3,7 scheelt. Bij buiging van gewone vlakke plaat gaat stijfheid met de derde macht van de dikte, wat zou betekenen dat plaat ruim 1,5 maal zo dik moet zijn voor dezelfde buigstijfheid. Bij profielen ligt dit wat ingewikkelder, en zou daar wat aan gerekend moeten worden.

Groet,

Ad Bakker

 

Ad, bedankt voor je meer dan deskundige uitleg. Nu kan ik weer wat verder denk ik.



Het gaat om alle rode frame onderdelen.

Ff kort door de bocht ...
Als ik ze dus uit 6 mm maak ... { de voor en achterplaat desnoods 8mm} dan kom ik toch wel in de buurt van Al, of stijver ?

Voor ongeveer dezelfde stijfheid 1,5 x zo dik moeten gaan maar het verwerken van 6mm G10 is geen probleem, dus zeker in de veilige marge. Dus dan gaan we daar maar meerekenen en tellen.

Greetz
Tim

 

Ik denk dat dat moet lukken. Het gaat erom dat buiging de primaire belasting is, en zo te zien is dat wel het geval. Als je onderdelen zou hebben die op trek/druk belast een vergelijkbare stijfheid zouden moeten hebben, dan zouden ze echt de volledige 3,7 maal zo dik moeten zijn. Maar ik geloof niet dat dat het geval is, want bij trek/druk belastingen is meestal de sterkte het belangrijkst, en daar zie ik geen problemen.

Groet,

Ad Bakker

 

anders carbon 3mm krijg je met je hand niet gebogen.

 

Dat zegt natuurlijk niks, is weinig kwantitatief. Maar het zou kunnen, de elasticiteitsmodulus ligt afhankelijk van de volumefractie koolstofvezel tussen die van aluminium en staal.

De sterkte is weliswaar hoog, maar het is wel heel bros. Scherpe hoeken etc moeten vermeden worden. Ontwerpen van hoog belaste constructiedelen van koolstofvezel versterkte kunststoffen is specialistenwerk!!!

Groet,

Ad Bakker

 

2mm carbon heeft al ruim 2,5 kilo aan gehangen en geeft geen krimp dus ja.

 

Dat zegt me niks, ik kan de optredende materiaalspanning niet bepalen.

Maar ik heb toch geschreven dat koolstofvezel versterkte kunststoffen heel sterk zijn?

Groet,

Ad

 

Is het geen optie om die delen dan ergens te laten frezen?....

 

Dat zou een optie zijn.

Maar zou het net leuk vinden als alle delen die ik zelf kan fabriceren ook zelf gefabriceerd worden in huis.

Als het niet stevig genoeg ... dan is het the way to go.

Greetz
Tim

 

Denk ook eens aan trespa,
erg prettig te bewerken materiaal.

Hier een hele portaalfreesmachine van trespa:

 

Trespa is ook een mooi materiaal. Het is ongeveer twee maal minder stijf dan G10 (elasticiteitsmodulus > 9 GPa), bij buigbelasting betekent dit dat je ongeveer een kwart dikker moet gaan dan G10 voor gelijke buigstijfheid.

Groet,

Ad Bakker