Вплив технічних умов виробництва на механічні властивості 3D друкованих полімерних елементів

Анотація

У даній статті представлено результати дослідження впливу виробника полімерної нитки на механічні характеристики зразків, виготовлених методом FDM (Fused Deposition Modeling) 3D-друку. Метою роботи було визначення залежності міцнісних властивостей надрукованих деталей від якості сировини різних виробників філаменту при використанні однакових параметрів друку. В експерименті використано чотири групи зразків одного типу і розміру, надруковані з філаменту від різних виробників на одній і тій самій 3D-принтерній установці з фіксованими технологічними параметрами.

Проведено механічні випробування на розтяг повздовжньою силою на універсальній випробувальній машині МИ-40КУ з фіксацією показників напружено-деформівного стану зразка. З метою кількісної оцінки механічної міцності визначено межу пружності та текучості при розтягуванні, модуль Юнга, пружну та пластичну деформацію в зоні текучості. Отримані результати засвідчили істотну варіативність механічних властивостей залежно від постачальника філаменту, що зумовлено відмінностями у складі полімеру, ступені висушування, домішках та технології виготовлення філаменту.

Дослідження демонструє критичне значення вибору якісного матеріалу при проєктуванні та виготовленні відповідальних деталей методом FDM-друку. Отримані дані можуть бути використані користувачами 3D друку, для яких важливо в своїй роботі підібрати не лише необхідний вид філаменту, а й навіть виробника продукт якого задовільнить його потреби при виготовленні відповідальних деталей. Отримані результати демонструють важливість попереднього тестування матеріалів перед їх використанням у відповідальних виробах. Крім того, графіки навантаження й деформації підтвердили аналітичні спостереження та дозволили глибше зрозуміти поведінку кожного типу зразків під впливом силових навантажень.