PRUSAMENT PC Space Grade Black 1.75mm 850g

Prusament PC Space Grade Black – ESD-sikker polycarbonat filament

Prusament PC Space Grade Black er et polycarbonat-filament udviklet af Prusa Research til rumfart og partikelfysik. Filamentet har ESD-sikre egenskaber og meget lav outgassing. Prisen er overkommelig, og den er nem at printe på almindelige desktop 3D-printere. Filamentet egner sig både til dele til rumfart og til advancerede projekter, som f.eks. kabinetter til elektronik.

High-end materiale for alle

Formålet med Prusament PC Space Grade Black er at gøre prototyper og komponenter til rumfart mere tilgængelige. Indtil nu har dyre materialer såsom PEEK, PEKK og PEI med ESD-sikre egenskaber kunnet bruges til formålet. Disse materialer kræver ofte dyre industrielle 3D-printere. Prusament PC Space Grade Black kan derimod printes på de fleste Prusa 3D-printer, hvilket sænker printomkostninger pr. emne markant og gør rumfarts filamenter let tilgægenlgi for alle.

ESD-egenskaber

En af de vigtigste egenskaber ved komponenter til rummet er elektrostatisk afladning (ESD). Egenskaben er ikke kun vigtig for rumingeniører, men også for alle, der arbejder med elektronik. Til hobbybrug kan ESD-sikre materialer bruges til f.eks. hjemelavede PC-kabinetter eller kabinetter til hjemmbyggede elektronikgadgets.

Modstanden i dissipative materialer ligger mellem 10⁴ og 10¹¹ Ohm. Højere modstand regnes som isolerende, lavere som ledende.

Prusa har målt både volumen- og overflademodstand på 3D-printede prøver af Prusament PC Space Grade Black. Resultaterne bekræfter de gode ESD-egenskaber. Volumenmodstanden blev målt til 2,2×10⁴ Ω⋅m, og overflademodstanden til 6×10⁷ Ω/sq. Værdierne er målt direkte på 3D-printede emner, uden efterbehandling som annealing eller slibning. Det viser, at dele kan printes og tages i brug med det samme, hvor pålidelig ESD-afladning er nødvendig.

Outgassing

Under vakuum afgiver polymerer restmonomerer og nedbrydningsprodukter. Dette kan påvirke eller skade elektronik i satellitter og andet præcisionsudstyr. Udledte gasser kan forurene optiske instrumenter eller give unøjagtige målinger. Gasudledningen kan også forringe materialets fysiske og mekaniske egenskaber over tid. Lav outgassing er normalt kun opnået i dyre industrimaterialer som PEKK og PEEK. Prusament PC Space Grade Black opfylder ESA’s strenge krav med PC (polycarbonat), som er et forholdsvist billigt og let printbart materiale.

Målte outgassing-værdier:

TML (Total Mass Loss): ESA’s grænse er på 1%. Prusament PC Space Grade Black blev målt til 0,25%.
CVCM (Collected Volatile Condensable Material): ESA’s grænse er under 0,1%. Prusament PC Space Grade Black opnåede et udmærket resultat på 0,00%.
RML (Recovered Mass Loss): ESA’s grænse er 1,0 %. Prusament PC Space Grade Black blev målt til 0,12 %.

Resultaterne og testmetoderne er dokumenteret i Prusas artikel og en testrapport fra Aerospace & Advanced Composites GmbH.

Mekaniske egenskaber

I samarbejdet med TRL Space blev der lavet en FEM-simulering for et CubeSat-design i én enhed. Herfra blev minimumskrav til 3D-printede dele fastsat: 70 MPa i trækstyrke, 2 GPa i træk-modul, 10 MPa i lagadhæsion og 100 °C i HDT (heat deflection temperature).

Prusament PC Space Grade Black overgår disse krav:

• Trækstyrke: 75 MPa
• Træk-modul: 3,7 GPa
• Lagadhæsion: 18 MPa
• HDT: 137,6°C ved 0,45 MPa belastning

Kombinationen af mekaniske værdier, outgassing og ESD-egenskaber gør filamenten til et stærkt bud på et overkommeligt materiale til fremtidig CubeSat-produktion. Yderligere mekaniske detajler findes databladet 

3D-print setup

Prusament PC Space Grade Black kan printes på almindelige desktop 3D-printere, ligesom andre polycarbonater. Filamentet viser meget lidt warping. Modeller op til 200×200 mm kan printes uden problemer på Prusa 3D-printere.

Understøttede printerprofiler: Prusa Core One, MK4S, XL, Prusa Pro HT90 (tredjeparts-printere kan også bruges).

• Dyse: 290±10°C
• Heatbed: 120±10°C
• Anbefalet printplade: Tekstur, Satin eller PP.
• Kabinet: Ikke nødvendigt

Filamentet bør tørres før print (i 6 timer ved 60 °C) og stilles i en drybox under print. Tør filament giver den bedste dimensionsnøjagtighed og de bedste mekaniske og outgassing-egenskaber.

Fordele/Ulemper

Tips & tricks

Dyse

En hærdet dyse er nødvendig, da kulstoftilsætningerne er meget slibende og slider hårdt på messingdyser.

Sikkerhed

Polycarbonat udgør ikke nogen væsentlig sundhedsrisiko. Vi anbefaler dog at printe i et rum med god ventilation, eller i en lukket printer med aktiv filtrering, for at holde niveauet af ultrafine partikler og VOC lavt. Kulstoftilsætningerne er bundet i polymeren og udgør ingen sundhedsrisiko i sig selv. Ved kraftig slibning anbefales beskyttelsesudstyr som briller, åndedrætsværn og handsker.

Sporbart produktionsproces fra start til slut

Hele produktionsprocessen for filamentet kan spores fra start til slut. Prusa oplyser fremstillingsdata for alle Prusament-spoler, herunder diameterkonsistens, vægt, længde, ovalitet og standardafvigelse. Fremdriften i printet kan desuden følges med telemetri via Prusa Connect.

Udviklet i samarbejde med TRL Space

Prusament PC Space Grade Black er udviklet i samarbejde med det tjekkiske rumfirma TRL Space fra Brno. TRL Space leverer komplette rumfartsmissioner, fra idé og udvikling til opsendelse og analyse af satellitdata. Firmaet samarbejder med European Space Agency og andre internationale organisationer på området. TRL Space er en del af TRL Group, som samler flere teknologivirksomheder, herunder TRL Drones, Zaitra, Corac Engineering og MecMa.