Plastiks_8_2019

w w w . p l a s t i c s . r u 41 СПЕЦТЕМА /3D-ПЕЧАТЬ П Л А С Т И К С № 8 ( 1 9 2 ) 2 0 1 9 3D-печать из конструкционных пластиков Общей тенденцией развития аддитивных технологий, в том числе метода FDM (Fused Deposition Modeling — моделирование ме- тодом послойного наплавления), является постепенный переход от моделирования и прототипирования к промышленному про- изводству малыми сериями продукции из высокопрочных конструкционных мате- риалов, давно и широко применяемых в об- ласти литья под давлением и других методов переработки. Зачастую производители компонентов для сфер авиации, автомобилестроения, электротехники нуждаются в изготовлении опытных образцов изделий из тех же матери- алов, которые будут использоваться в буду- щих серийных изделиях. Одной из наиболее широко распространенных групп деталей из полимерных композиционных материалов являются шестерни, шкивы, кронштей- ны, подшипники скольжения, корпусные элементы сложной формы, в том числе с внутренними полостями — все это сложно изготавливать методом литья под давлени- ем, а при малом объеме производства еще и невыгодно экономически. Если эти детали предназначены для узлов и механизмов, испытывающих значительные нагрузки, указанные изделия необходимо де- лать из композиционныхматериалов, армиро- ванных волокном. Как правило, там, где тре- буются низкий коэффициент трения, высокая прочность и износостойкость, применяются материалы на основе полиамида с наполне- нием стекляннымили углеродным волокном. Углеродные волокна предпочтительнее, так как придают материалу более высокую проч- ность и жесткость, а также повышают из- носостойкость. Они дороже стеклянных, но разница в цене компенсируется значительно более высокими характеристиками. Небольшие партии подобных изделий сложной формы целесообразно изготавли- вать методами 3D-печати. При использова- нии методов генеративного дизайна (про- ектирование на базе специального ПО с алгоритмами) и сокращении количества сбо- рочных единиц за счет формования цельной детали за один цикл экономический эффект от применения аддитивных технологий ста- новится еще более существенным. Однако на пути развития данного про- грессивного метода переработки стоят фи- зические характеристики конструкционных пластиков, а именно их гигроскопичность. Влияние влажности на свойства полимеров Повышенное содержание влаги вызывает гидролитическую деструкцию гигроскопич- ных полимеров. Чтобы не допустить сниже- ния свойств изделия и появления брака, не- обходимо сушить материал. В зависимости от способа накапливать влагу все полимерные материалы можно разделить на две группы: — негигроскопичные, содержащие толь- ко поверхностную влагу: ПЭ, ПП, ПС; — гигроскопичные (гидрофильные), со- держащие кроме поверхностной влаги вну- Многие конструкционные термопласты, армированные волокном, в большей или меньшей степени впитывают влагу, которая значительно снижает свойства материалов, перерабатываемых методом трехмерного формования. Среди множества существующих способов решения данной проблемы наиболее эффективным, пожалуй, является сушка филамента непосредственно в процессе 3D-печати, которая дает возможность поддержания стабильного уровня влажности в нитях на протяжении всего цикла изготовления изделия Михаил ШАФЕЕВ, независимый эксперт Сушка термопластов для 3D-печати