Изучение характеристик порошков полимеров для 3D-печати

Автор: Шутилин Ю.Ф., Щербакова М.С., Хрипушин В.В., Борисова И.А.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Химическая технология

Статья в выпуске: 4 (74), 2017 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Селективное лазерное спекание, 3d-печать, полиамид, рекуперация, аддитивное производство, дифференциальный термический анализ, динамическая вязкость, синхронный термический анализ

Короткий адрес: https://readera.ru/140229897

IDR: 140229897   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2017-4-157-164

Список литературы Изучение характеристик порошков полимеров для 3D-печати

  • 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.
  • Mys N., Verberckmoes A., Cardon L. Processing of Syndiotactic Polystyrene to Microspheres for Part Manufacturing through Selective Laser Sintering//Polymers. 2016. P. 11-15.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Шутилин Ю.Ф. Физикохимия полимеров: Монография. Воронеж: Воронежская областная типография, 2012. 840 с.
  • 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.
  • 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.
  • Давыдов В.М., Мороков А.А. Лазерная обработка конструкционного полиамида на маломощном лазере//Ученые заметки ТОГУ. 2016. Т. 7. № 4. С. 445-448.
Еще
Статья научная