Исследование комплекса характеристик базовых материалов для FDM технологии аддитивного синтеза. Физико-механические и теплофизические свойства

В статье приведены результаты исследований физико-механических и теплофизических свойств полимерных композиций, наиболее часто используемых для 3Д-печати методом наплавления (по FDM технологии аддитивного синтеза). Исследованы свойства ABS пластика, полилактида PLA и полиамида Nylon 618 . Сформулированы основные требования, которым должен соответствовать полимерный материал, предназначенный для применения в устройствах FDM аддитивного синтеза.

аддитивные технологии, технология FDM, термопласт, экструзия, термоанализ, усадка, прочность

1. Смирнов О.И., Скородумов С.В. Моделирование технологии послойного синтеза при разработке изделий сложной формы// Современные наукоемкие технологии. 2010. № 4. С.83-87

2. Sandeep Rauta, Vijaykumar S. Jattib, Nitin K. Khedkarc, T.P.Singhd. Investigation of the effect of built orientation on mechanical properties and total cost of FDM parts // Procedia materials science 6 (2014) 1625-1630

3. Ludmila Novakova - Marcincinova, Jozef Novak - Marcincin. Verification of mechanical Properties of ABS materials used in FDM rapid prototyping technology// Proceedings in manufacturing systems/ vol. 8. ISS. 2. 2013. 87-92.

4. P. Dudek. FDM 3D printing technology in manufacturing composite elements. Archives of metallurgy and materials// vol. 58. 2013/ ISS.4/ dol.: 10.2478/AMM-2013-0186

5. Ognjan Lužanin, Dejan Movrin, Miroslav Plančak. Experimental investigation of extrusion speed and temperature effects on arithmetic mean surface roughness in FDM built spectmens// Journal for Technology of Plasticity. Vol. 38 (2013). 2. P. 179-191

6. Barnatt, C. 3D Printing: The Next Industrial Revolution // C. Barnatt. - USA: CreateSpace Independent Publishing Platform, 2013. P. 8-20.

7. Annual Report. 3D systems corporation// Washington, D.C., 2012. P. 2

8. Canessa, E. Low-cost 3D printing / E. Canessa, C. Fonda, M. Zennaro, Ranellucci. A // Reprap, Slic3r and the Future of 3D Printing / ed. by A. Ranellucci. Trieste, 2013. P. 75-78.

9. Bidanda, B. Virtual Prototyping & Bio Manufacturing in Medical Applications/ B. Bidanda, P. Bartolo. USA: Springer US, 2008. P. 261-291.

10. Borgue, R. 3D printing: the dawn of a new era in manufacturing? / R. Borgue // Assembly Automation. 2013. Vol. 33. №4. P. 307-311.

11. Su, R. Establishment of an architecture-specific experimental validation approach for finite element modeling of bone by rapid prototyping and high resolution computed tomography / R. Su, G. Campbell, S. Boyd // Medical Engineering & Physics. 2007. Vol. 29, №4. - P. 480-490.

12. Перов Б.В., Сурнин Е.Г. Термопластичные полимерные материалы многофункционального назначения. В кн. Авиационные материалы на рубеже ХХ-ХХ1 веков. М. ВИАМ. 1994. С. 281-290.

13. Каблов Е.Н., Бейдер Э.Я., Петрова Г.Н., Столянков Ю.В., Румянцева Т.В. Пенополиимиды //Труды ВИАМ. 2015. №4. Ст. 9 (viam-works.ru).

14. Петрова Г.Н., Перфилова Д.Н., Румянцева Т.В., Бейдер Э.Я., Самозатухающие термоэластопласты // Пластические массы. 2013. № 2. С. 5-7

15. Холден Д., Крихельдорф Х.Р., Куирк Р.П. Термоэластопласты: Пер. с англ. СПб.: Профессия. 2011. 39 с.

16. Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я. Повышение огнестойкости полибутилентерефталата (Обзор) //Авиационные материалы и технологии. 2014. №4. С. 58-64.

17. Мартин Дж.М., Смит У.К. Производство и применение резинотехнических изделий. СПб.: Профессия. 2006. С. 5-100.

18. Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я. Ударопрочные полимерные смеси на основе полистирола //Пластические массы. 2013. № 10. С. 26-31.

19. Экардт Г. Состояние и перспективы литья под давлением изделий из ПМ// Полимерные материалы. 2007. № 7. С. 16 - 24.

20. Ромашин А.Г., Викулин В.В., Мухин Н.В. Прогрессивные технологии и полимерные композиционные материалы для авиационной и ракетно-космической техники ХХ1 века. Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов (ТПКММ): Труды Международной конф. М. 27-30 августа, 2003. М.: Знание. 2004. С. 531-543.

21. Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я. Пожаробезопасные литьевые термопласты для авиакосмической техники// Все материалы. Энциклопедический справочник. № 8. 2008 г. С. 47-49.

22. Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. СПб.: Профессия. 2006. С.183 - 240.

23. Юлдашев А.Х. Композиционные полимерные материалы конструкционного назначения в машиностроении // Композиционные материалы. 2010. № 4. С. 71-73.

24. Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. СПб.: Профессия. 2011. С. 50 - 160

25. Petrova G.N., Beider E. Yа. - Molding thermoplastic materials for aerospace industry - Chemistry and Materials Science. Russian Journal of General Chemistry. - V. 81. N. 5. 2011. Р. 1008-1013.

26. Бейдер Э.Я., Петрова Г.Н., Изотова Т.Ф., Барботько С.Л. Стеклопластики на термопластичной матрице //Труды ВИАМ. 2013. №7. Ст. 03 (viam-works.ru).

27. Битт В.В., Бейдер Э.Я., Петрова Г.Н.- Полимерные нанокомпозиты со слоистыми силикатами: синтез, структура, свойства - Все материалы. Энциклопедический справочник. № 8, 2012 г. - 49 - 55 с

28. Битт В.В., Бейдер Э.Я., Петрова Г.Н.- Полимерные нанокомпозиты со слоистыми силикатами: синтез, структура, свойства - Все материалы. Энциклопедический справочник. № 9, 2012 г. - 39-44 с.

29. Грязнов В.И., Петрова Г.Н., Юрков Г.Ю., Бузник В.М. Смесевые термоэластопласты со специальными свойствами //Авиационные материалы и технологии. 2014. №1. С. 25-29.

30. Ермаков С.Н., Кербер М.Л., Кравченко Т.П. Химическая модификация и смешение полимеров при реакционной экструзии //Пластические массы. 2007. № 10. С. 32 - 41.

31. Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я., Перфилова Д.Н., Румянцева Т.В. Пожаробезопасные литьевые термопласты и термоэластопласты //Труды ВИАМ. 2013. №11. Ст. 02 (viam-works.ru).

32. Петрова Г.Н. Направленная модификация полисульфонов и создание на их основе литьевых и композиционных материалов: Автореф. дис. к.т.н. М.:ВИАМ. 2011. С. 10-27.

33. Петрова Г.Н., Румянцева Т.В., Бейдер Э.Я. Влияние модифицирующих добавок на пожаробезопасные свойства и технологичность поликарбоната //Труды ВИАМ. 2013. №6. Ст. 06 (viam-works.ru).

34. Краснов К.В., Чалая Н.М., Осипчик В.С. Некоторые аспекты модифицирования композиционных материалов на основе термоэластопластов органоглинами //Успехи химии. 2011. Т. 25. № 3. С. 76 - 80.

35. Петрова Г.Н., Бейдер Э.Я., Чеботарев В.П., Ловков С.С. Сазиков.И.Регулирование свойств полисульфонов за счет модификации //Пластические массы. 2010. № 12. С. 23-27.

36. Петрова Г.Н., Журавлева П.Л., Исходжанова И.В., Бейдер Э.Я.Влияние углеродных наполнителей на свойства и структуру полимерных компонентов на основе полиэтилена //Российские нанотехнологии. 2014. Т. 9. № 5-6. С. 78-84.

37. Нудельман З.Н. Фторкаучуки. Основы. Переработка. Применение. М.: Реклама - Мастер. 2006. С. 7 -73.

38. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» //Авиационные материалы и технологии. 2015. №1. С. 3-33

39. Механик А Порошки избавляют от лишнего// Эксперт. 2014. № 49. С.46-51.

40. Каблов Е.Н. Авиакосмическое материаловедение //Все материалы. Энциклопедический справочник. 2008. №3. С. 2-14.

41. Каблов Е.Н. Химия в авиационном материаловедении //Российский химический журнал. 2010. Т. LIV. №1. С. 3-4.

42. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Ломберг Б.С. Стратегические направления развития конструкционных материалов и технологий их переработки для авиационных двигателей настоящего и будущего //Автоматическая сварка. 2013. №10. С. 23-32.

43. Каблов Е.Н. Наука как отрасль экономики //Наука и жизнь. 2009. №10. С. 6-12.

44. Шах В. Справочное руководство по испытаниям пластмасс и анализу причин их разрушения. СПб.: НОТ. 2009. С. 50-230.

45. Чуднов И.В. Исследования свойств полимерных связующих термоаналитическими методами//Энциклопедия инженера-химика. 2013. №4. С.30-35.

46. Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения. СПб.: Профессия, 2010. С.474-475