Файл: белорусский государственный технологический университет.docx

териала.

При растяжении образцов, напечатанных при больших толщи- нах, замечено снижение относительной деформации (на 50%), что го- ворит, о повышении хрупкости материала.

Поскольку длительность технологического процесса напрямую зависит от толщины слоя, то полученные результаты эксперименталь- ного исследования позволяют делать вывод о рентабельности примене- ния композиционных фотополимерных материалов с содержанием ча- стиц (50 мкм.) 20 мас. % при печати с толщиной 100 мкм. Данные тех- нологические параметры позволят сократить время печати, без значи- тельных потерь физико-механических характеристик в изделии, а вме- сте с тем получить специфические поверхностные свойства.

УДК 621.7 Студ. В.Е. Смеян, Т.С. Ошмяна Науч. рук. ассист. Г.Н. Дьякова

(кафедра механики и конструирования, БГТУ)

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА SLA-ПЕЧАТИ НА СВОЙСТВА ФОТОПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Аддитивные технологии являются новой мировой тенденцией, которая находится в стадии активного внедрения в различные отрасли. Данный факт стимулирует разработку новых материалов для 3D-печати и улучшение свойств уже существующих. На совершенство- вание качества получаемого изделия и физико-механические характе- ристики конечного продукта напрямую влияют параметры, выбирае- мые перед печатью, а также параметры постобработки. Отсутствие зна- ний и информации для выбора этих параметров может привести не только к низким свойствам во время эксплуатации, но и к искаженному эстетическому виду полученного изделия.

Печать образцов проводили с целью: установить влияние распо- ложения образцов на платформе и направления печати методом фото- полимеризации на физико-механические

---

характеристики материала; изучить влияние мощности и длительности УФ-излучения на струк- туру и свойства напечатанных изделий из фотополимерных компози- ций.

В результате исследования установлено, что на свойства матери- ала большее влияние оказывает угол печати, чем расположение на платформе. Для получения наивысшей прочности и качества печати лучший вариант изготовления – угол 90° и расположение по диагонали платформы, так как при ином расположении во время печати может произойти сдвиг или смещение из-за «перемешивателя». Помимо вы- соких механических показателей, достоинство такого размещения – минимальное количество поддержек, соответственно экономия мате- риала. Недостаток – длительное время печати.

Для достижения наилучших свойств рекомендуемая длитель- ность доотверждения не менее 60 мин. При уменьшении длительности доотверждения механические свойства материала уменьшаются на 15%. Рекомендуется использовать специальную установку FormCure мощностью 39 Вт. Достоинство метода – автоматизация процесса и равномерность доотверждения, недостаток – высокая стоимость обору- дования. Для экономичности можно использовать LED-лампу с мощ- ностью 48 Вт в течение того же времени. Механические свойства об- разцов, доотвержденных с помощью FormCure и LED-лампы, отлича- ются на величину, не превышающую ошибку эксперимента.

---

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И КИНЕТИКИ ОТВЕРЖДЕНИЯ ФОТОПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

В настоящее время композиционные полимерные материалы, благодаря возможности получения специфических свойств, широко ис- пользуются в аддитивных технологиях.

Актуальность представленной работы заключается в изучении влияния размера фракции и степени наполнения фотополимерной смолы измельченными мелкодисперсными отходами технологии на условную вязкость и экспозицию. В качестве исследуемого материала выступает фотополимерная смола ClearResin от компании Formlabs, ко- торая позволяет более корректно контролировать изменение свойства, благодаря прозрачности и отсутствию добавок.

В ходе исследования формы и эквивалентного размера частиц установлено, что уменьшение фракции приводит к получению сфери- чески подобных форм. Исследуемый наполнитель группировали по среднему размеру частиц на фракции 20, 40 и 50 мкм. Для снижения вероятности комкования и хорошей сыпучести при введении в вязкую составляющую влажность наполнителя не должна превышать 1%.

Кинетика отверждения описывается с достаточной точностью по- нятием «экспозиция», определяемым энергией активации и временем гелеобразования состава.

Введение наполнителя в прозрачную смолу приводит к образова- нию темного мутного состава. Энергия активации и время гелеобразо- вания фотополимерной композиции по сравнению с ненаполненной си- стемой изменяется минимально (в пределах ошибки эксперимента 1–

---

3%), что показывает постоянство скорости реакции отверждения неза- висимо от количества введенного наполнителя.

Определение условной вязкости проводили по методу падения шарика, основанному на законе Стокса. Введение наполнителя в раз- мере 10 мас. % и 20 мас. % увеличивает динамическую вязкость в 2 и 2,5 раза соответственно, что необходимо учитывать при дальнейших исследованиях технологических параметров печати.

Исследования показали, что с целью снижения расхода фотопо- лимерного материала, возможно, вводить твердый наполнитель в фото- полимерные композиции без существенного изменения характера ки- нетики отверждения.

УДК 678.01

Студ. Д.Р. Толстик Науч. рук. маг. В.Б. Ходер

(кафедра механики и конструирования, БГТУ)

ВЛИЯНИЕ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ

НА СВОЙСТВА ОБРАЗЦОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ СТЕРЕОЛИТОГРАФИИ

Толщина слоя печати в лазерной стереолитографии, как техноло- гический параметр, обуславливает основные характеристики и каче- ство поверхности синтезируемой модели, однако, уменьшение тол- щины слоя приводит к значительному росту времени технологического процесса. В работе показано влияние толщины отверждаемого слоя на физико-механически и поверхностные характеристики фотополимер- ного материала ClearResin компании Formlabs.

Печать образцов проводили на принтере Form 2 с последующей отмывкой в установке FormWash в течении 15 минут и доотверждением в камере FormCure при параметрах, рекомендованных производителем для данного типа материала. Толщину слоя варьировали в пределах возможности принтера:

---

50, 100 и 160 мкм.

Для оценки физико-механических характеристик отвержденной смолы изготавливали образцы с постоянной пространственной ориен- тацией при печати под 45°. Форма и размеры образцов, а также условия испытаний соответствовали стандарту ASTM D638-10 «Пластмассы. Метод испытания на растяжение».

При увеличении толщины слоя (таблица) прочность 3,5 раза (от 50 до 160 мкм) прочность снижается на 7%, а модуль упругости – на 3%. Снижение показателей не выходит за границы ошибки экспе- римента. Таким образом, изменение толщины слоя не оказывает суще- ственного влияния на показатели прочности и упругие характеристики напечатанного материала. Тогда на первый план выходит скорость пе- чати, оно снижается в 2,3 раза.

Таблица – Показатели материала в зависимости от толщины слоя

Толщина слоя, мкм	50	100	160
Предел прочности при растяжении, МПа	58,1	54,8	53,75
Модуль упругости при растяжении, ГПа	2,94	2,87	2,85
Время печати, мин	936	516	402

С учетом низких потерь в физико-механических характеристи- ках, для оптимизации процесса печати рекомендуется применять тол- щину слоя 160 мкм.

---