Изучение характеристик порошков полимеров для 3D-печати


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-4-157-164

Полный текст:


Аннотация

Одна из самых больших проблем заключается в поиске способа восстановления дорогостоящего порошка. С этой целью необходимо было выяснить, что происходит с полиамидным порошком в камере принтера и какие процессы влияют на сырье, тем самым ухудшая его физико-механические свойства. Для того, чтобы ответить на эти вопросы, мы провели ряд исследований. Изделия из смеси с высоким соотношением сторон вторичного порошка теряют свои свойства: их поверхность грубая, повышенная хрупкость, существует вероятность деформации деталей. Нами осуществлялись исследования порошка на основе полиамида-12, применяемые ОАО «Центр технологической компетенции аддитивных технологий» города Воронежа, марки PA2200, модифицированный. Материал белый порошок, непахучий. Увеличение степени кристалличности у переработанного полимера считается аномалией. Но нарушение такой тенденции обусловлено особенностями технологии селективного лазерного спекания. Таким образом, продолжительное нахождение порошка в камере при температуре, близкой к температуре плавления, а затем длительное охлаждение до комнатной температуры представляет собой идеальные условия для роста кристаллической фазы. В исследованиях удалось выявить различия, связанные с ухудшением физико-химических свойств порошка, после переработки. Наиболее значимым является укрупнение частиц вторичного порошка, по отношению к первичному. В связи с этим, у порошка, уже прошедшего стадию переработки, наблюдается увеличение температуры плавления, что вызывает дефекты изготовленных деталей: так как мощность углеродного лазера, сплавляющего частицы порошка, фиксирована, её энергии недостаточно для протекания эндотермической реакции, вызванной плавлением вторичного порошка. Таким образом, частицы порошка сплавляются лишь частично, вследствие чего у полученных изделий наблюдается увеличение хрупкости.

Об авторах

Ю. Ф. Шутилин
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д.т.н., профессор, кафедра химии и химической технологии органических соединений и переработки полимеров, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


М. С. Щербакова
Воронежский государственный университет инженерных технологий
к.т.н., доцент, кафедра химии и химической технологии органических соединений и переработки полимеров, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


В. В. Хрипушин
Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина
к.х.н., доцент, кафедра физики и химии, ул. Ст. Большевиков, 54а, г. Воронеж, 394064, Россия


И. А. Борисова
Воронежский государственный университет инженерных технологий
магистр, кафедра химии и химической технологии органических соединений и переработки полимеров, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


Список литературы

1. Mengxue Y., Chang Z., Xiaoyong T. Design and Selective Laser Sintering of complex porous polyamide mould for pressure slip casting // Materials & Desingn. 2016. P. 198–205.

2. Mys N., Verberckmoes A., Cardon L. Processing of Syndiotactic Polystyrene to Microspheres for Part Manufacturing through Selective Laser Sintering // Polymers. 2016. P. 11–15.

3. Kumaresan, T., Gandhinathan R., Ramu M. Design, analysis and fabrication of polyamide/hydroxyapatite porous structured scaffold using selective laser sintering method for bio-medical applications // Journal of mechanical science and technology. 2016. P. 5305–5312.

4. Miron-Borzan C.S., Dudescu M.C., Abd Elghany K. Analysis of Mechanical Proprieties of Selective Laser Sintered Polyamide Parts Obtained on Different Equipment // Materiale plastic. 2015. P. 39–42.

5. Griffiths C.A., Howarth J., De Almeida-Rowbotham G.A design of experiments approach for the optimisation of energy and waste during the production of parts manufactured by 3D printing // Journal of cleaner production. 2016. P. 74–85.

6. Patent № 2012053922 A1 EP, МПК C 08 J 11/04. Method for recovering polymer powders / Gavrilin S.A.; № 10858717; Appl. 21.10.2010; Publ. 26.04.2012.

7. Шутилин Ю.Ф. Физикохимия полимеров: Монография. Воронеж: Воронежская областная типография, 2012. 840 с.

8. Hofland E.C., Baran I., Wismeijer D.A. Correlation of Process Parameters with Mechanical Properties of Laser Sintered PA12 Parts // Advances in materials science and engineering. 2017. P. 109–114.

9. Майникова Н.Ф., Кох-Татаренко В.С., Желтов А.А., Решетова А.Д. и др. Исследование износостойкости полиамида // Потенциал современной науки. 2017. № 2 (28). С. 14–18.

10. Давыдов В.М., Мороков А.А. Лазерная обработка конструкционного полиамида на маломощном лазере // Ученые заметки ТОГУ. 2016. Т. 7. № 4. С. 445–448.


Дополнительные файлы

1. сведения об авторах
Тема
Тип Прочее
Скачать (24KB)    
Метаданные

Для цитирования: Шутилин Ю.Ф., Щербакова М.С., Хрипушин В.В., Борисова И.А. Изучение характеристик порошков полимеров для 3D-печати. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017;79(4):157-164. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-4-157-164

For citation: Shutilin Y.F., Shcherbakova M.S., Khripushin V.V., Borisova I.A. The study of characteristics of powders of polymers for 3D printing. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2017;79(4):157-164. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-4-157-164

Просмотров: 112

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)