Plastiks_8_2019

w w w . p l a s t i c s . r u 43 СПЕЦТЕМА /3D-ПЕЧАТЬ П Л А С Т И К С № 8 ( 1 9 2 ) 2 0 1 9 исходногоматериала проявляется еще в одной особенности: внешняя поверхность детали в результате общей шероховатости, создавае- мой содержащимся в материале волокном, незначительно отличается от поверхности изделия, сформованного из сухого материа- ла. Но физико-механические характеристики детали будут существенно снижены. Также необходимо учитывать, что при- менительно к композитам и армированным пластикам процесс абсорбции влаги проис- ходит в значительной степени на границе «полимерное связующее/наполнитель» и, следовательно, будет существенно зависеть как от соотношения физико-химических свойств компонентов системы, так и от тех- нологических условий производства компо- зита. Поэтому сушка материала во многих случаях может быть полезна при трехмерной печати материалов как с малой степенью вла- гопоглощения, так и упрочненных волокном. Методы сушки филамента В публикациях, посвященных вопросам 3D-печати, постоянно ставится вопрос, надо ли сушить филамент. Для профессионалов- технологов ответ очевиден: для получения высоких характеристик конечных изделий необходимо обеспечить требуемую влаж- ность материала, а значит, сушить гигро- скопичные материалы необходимо. Остается определить, как и с помощью чего сушить. Встречаются самые разнообразные реко- мендации: от сушки в духовомшкафу кухон- ной плиты до использования специальных сушилок для филамента (рис. 3). Однако подобные рекомендации могут быть уместныпри работе с принтерами люби- тельского или полупрофессионального клас- са, в промышленной же сфере, несомненно, должны использоваться другие способы. В индустрии переработки полимеров давно разработаны методики и оборудова- ние для контроля влажности полимерных материалов и их осушения. Как видно из табл. 1, практически все ма- териалы, используемые в 3D-печати и других способах переработки полимеров, нуждают- ся в сушке в большей или меньшей степе- ни. Исключение составляют полиэтилен и полипропилен, а также некоторые другие пластики, которым необходимо удаление только поверхностной влаги. Большинство же материалов, особенно, как было указано, полиамиды, полиэфиры, поликарбонаты и теплостойкие материалы, требует значитель- ных затрат времени и энергии для удаления влаги до значений, приемлемых при трех- мерном формовании. Но нельзя забывать о том, что в отличие от литья под давлением, где темп перера- ботки составляет в среднем от нескольких десятков до нескольких сотен килограммов сырья в час, когда предварительно высушен- ный материал не успевает набрать сколько- нибудь значительного количества влаги, процесс 3D-печати деталей длится значи- тельно дольше, и предварительная сушка материала становится неэффективной. Для решения подобных проблем при литье под давлением и экструзии влагочувствительных полимеров (полиамиды, полиэфиры, поли- карбонаты) используются сушилки, уста- новленные на бункеры ТПА и экструдеров (рис. 4). Для 3D-принтеров, которые гораз- до меньше и легче ТПА, а также работают с малым количеством материала, этот способ является слишком сложным и дорогим. В настоящее время технологи, определяя содержание влаги, как правило, просто взве- шивают входящийматериална прецизионных весах до и после сушки. Это простой, но недо- статочно точный способ, а главное — доволь- но длительный. Немецкая фирма Brabender Messtehnik занялась усовершенствованием технологии и разработала современный при- бор AQUATRAC ® -3E для определения оста- точной влажности (рис. 5). Точность изме- рения влажности материала — до четвертого знака после запятой, время — до 20 минут. Принцип работы прибора заключается в измерении парциального давления водоро- да, образующегося при химической реакции исходного материала с гидридом кальция. Рисунок 3. Cпециальная сушилка FILDRY для филамента Полимеры Температура, °С Время, час Полистирол и его сополимеры 60-80 1-3 Стирол-акрилонитриловый сополимер 70-90 2-4 Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола 70-80 2-4 Сополимер акрилового эфира, стирола и акрилонитрила 80-85 2-4 Полипропилен 80-90 1-2 Полиэтилен высокого давления 70-80 0,5-1 Полиэтилен низкого давления 80-90 0,5-1 Полиметилметакрилат 85-95 2-3 Полиоксиметилен 80-120 2-4 Поликарбонат 100-120 2-4 Полисульфон 120-150 3-4 Полиамид-6 65-90 4-6 Полиамид-66 90-100 4-6 Полиамид-610 80-90 4-6 Полибутилентерефталат 115-125 3-4 Полиэтилентерефталат 115-125 4-6 Поливинилхлорид 70-80 2-4 Полиэфиркетон 140-160 3-4 Термоэластопласты 120 3-4 Термопластичные полиуретаны 100-110 1-2 Полисульфон 120-140 3-4 Таблица 1. Параметры сушки полимеров