Розмір шрифту:
Дослідження механічних характеристик пластиків для 3D друку при статичному розтягу
Остання редакція: 2021-05-24
Анотація
Одним з перспективних напрямків адитивних технології є 3D друк пластиків за рахунок економічності та простоти виготовлення складних деталей. Використання пластмас в адитивних технологіях викликана рядом переваг в порівнянні з іншими матеріалами: невисока вартість по відношення до механічних характеристик, унікальні властивості, простота в обробці та співвідношення міцності до ваги.
Тому актуальним є визначення механічних характеристик та отримання кривих деформації базовими експериментами, що дозволить більш точно визначити ресурс елемента конструкції, як на етапі проектування, так й залишкового ресурсу при експлуатації.
Для досягнення поставленої задачі було проведено експериментальні дослідження з визначенням механічних характеристик в умовах статичного розтягу широко використовуваних пластиків в 3D друці: ABS-X, ABS-Premium, PET-G, PLA, виробництва U3DF.
З представлених у даній роботі пластмас було підготовлено по шість зразків у вигляді прутка. Загальна довжина кожного зразка дорівнювала 160 мм, робоча довжина - 100 мм та діаметр - 1,75 мм. Дослідження проводились згідно з ДСТУ 527-1:2017 на випробувальної машини TIRAtest 2151 з швидкістю деформування 20 мм/хв.
За результатами експериментального дослідження були отримані криві деформації при розтягу та усереднені значення механічних характеристик, а саме: границя міцності, відносне видовження після розриву та модуль пружності.
Для ABS-X максимальне напруження дорівнює 40,66 МПа, відносне видовження після розриву - 4,82%, модуль пружності -1478,70 МПа. ABS-Premium максимальне напруження - 43,31 МП, відносне видовження - 21,85%, модуль пружності дорівнює 1545,42 МПа. Для PET-G максимальне напруження становить 57,56 МПа та відносне видовження після розриву - 4,63%, модуль пружності дорівнює 1822,42 МПа. PLA має максимальне напруження 63,41 МПа та відносне видовженням після розриву - 15,37%, модуль пружності дорівнює 2697,84 МПа.
Висновки: За результатами досліджень на статичний розтяг пластиків було встановлено, що найбільше напруження витримує PLA пластик, а найбільше відносне видовження показав пластик ABS-Premium.
Тому актуальним є визначення механічних характеристик та отримання кривих деформації базовими експериментами, що дозволить більш точно визначити ресурс елемента конструкції, як на етапі проектування, так й залишкового ресурсу при експлуатації.
Для досягнення поставленої задачі було проведено експериментальні дослідження з визначенням механічних характеристик в умовах статичного розтягу широко використовуваних пластиків в 3D друці: ABS-X, ABS-Premium, PET-G, PLA, виробництва U3DF.
З представлених у даній роботі пластмас було підготовлено по шість зразків у вигляді прутка. Загальна довжина кожного зразка дорівнювала 160 мм, робоча довжина - 100 мм та діаметр - 1,75 мм. Дослідження проводились згідно з ДСТУ 527-1:2017 на випробувальної машини TIRAtest 2151 з швидкістю деформування 20 мм/хв.
За результатами експериментального дослідження були отримані криві деформації при розтягу та усереднені значення механічних характеристик, а саме: границя міцності, відносне видовження після розриву та модуль пружності.
Для ABS-X максимальне напруження дорівнює 40,66 МПа, відносне видовження після розриву - 4,82%, модуль пружності -1478,70 МПа. ABS-Premium максимальне напруження - 43,31 МП, відносне видовження - 21,85%, модуль пружності дорівнює 1545,42 МПа. Для PET-G максимальне напруження становить 57,56 МПа та відносне видовження після розриву - 4,63%, модуль пружності дорівнює 1822,42 МПа. PLA має максимальне напруження 63,41 МПа та відносне видовженням після розриву - 15,37%, модуль пружності дорівнює 2697,84 МПа.
Висновки: За результатами досліджень на статичний розтяг пластиків було встановлено, що найбільше напруження витримує PLA пластик, а найбільше відносне видовження показав пластик ABS-Premium.
Ключові слова
Полімери; пластики; ABS-X; ABS-Premium; PET-G; PLA; механічні характеристики; 3D друк.