Progresstech-Ukraine

​Загальновідомо (с) (тм), що деталі, отримані 3D-друком, мають різну міцність уздовж та впоперек шарів. Але наскільки ця розбіжність може бути великою? Сьогодні ви дізнаєтеся відповідь на це питання!

Як відомо постійним читачам, слухачі нашого Kyiv Training Center (здебільшого це студенти та школярі) використовують 3D-принтер для створення різноманітних стендів, які дають їм змогу краще розібратися в тих чи інших фізико-механічних явищах шляхом їхнього відтворення у своїх дослідах. Нещодавно вони зіткнулися з потребою точно оцінити, наскільки, залежно від орієнтації «волокон» пластику, різняться механічні властивості зразків, що друкуються на нашому принтері Anycubic Kossel Linear Plus, для випробувань на розтяг. Ми впевнені, що ця інформація буде корисною для багатьох прихильників 3D-друку, тому постаралися розповісти про це детальніше (з великою кількістю пояснювальних зображень).

Отже, метою нашого, не побоїмося цього слова, дослідження є наступне. Треба визначити, наскільки змінюються межа міцності та залишкове видовження зразків після розриву за допомогою нашої ручної випробувальної машини, залежно від розташування шарів «волокон» під час їхнього друку. Для цього зразки із пластику PLA були надруковані такими способами:
1️⃣ «Традиційним» - розташовуючи зразок лежачи на «столі» принтера та друкуючи «волокна», з яких він складається, уздовж поздовжньої осі робочої зони зразка паралельно один одному.
2️⃣ Зразок, як і раніше, розташовано горизонтально, але його окремі «волокна» друкувалися впоперек робочої зони паралельно один одному.
3️⃣ Зразок розташовано горизонтально та надруковано одним неперервним волокном «змійкою» впоперек робочої зони паралельно один одному.
4️⃣ Зразок розташовано вертикально та надруковано шарами окремих волокон, які розташовані впоперек робочої зони.
Крім цього, слухачі постаралися оцінити, чи впливає на зазначені вище властивості різна кількість шарів, які розташовуються по товщині зразків. У результаті було випробувано зразки, що мають 2, 3, 5 та 12 шарів за їхньою товщиною (від 0.8 до 2.5 мм).

Які ж підсумки наших випробувань?
У всіх зразків, надрукованих впоперек, різко зменшилося залишкове видовження після розриву, тобто вони стали помітно крихкішими.
У числах це має наступний вигляд: зразки, надруковані вздовж, мали видовження у діапазоні 0.4...0.8% та середнє залишкове видовження 0.6%. При цьому більшість зразків, надрукованих впоперек, мали видовження менше 0.1%, яке вже не можна було точно виміряти штангенциркулем. Нашим слухачам довелося спеціально надрукувати кілька зразків великої довжини (робоча зона 110 мм!), щоб виявити залишкове видовження всього близько 0.1 мм! При цьому найбільше зафіксоване залишкове видовження з усіх серій зразків, надрукованих впоперек, становило лише 0.4%.
Межа міцності зразків, надрукованих «лежачи» та «стоячи» поперек осі зразка, виявилася у 1.5 рази меншою за зразки, надруковані «традиційно» - уздовж (28 та 43 МПа відповідно). При цьому друк поперек варіантом №2 і зовсім потрапив в аутсайдери: міцність таких зразків впала аж у 3.5 рази - до 12 МПа!
Що ж стосується кількості шарів, то тут ніякої прямої залежності знайдено не було. Майже однаково висока міцність (32 та 30 МПа) була виявлена у зразків, надрукованих у 3 та 5 шарів, а однаково низька (28 та 26 МПа) - у зразків з 12 та 2 шарів.

P.S. Для чого нам знадобилися ці знання та як саме вони вже були використані, ми розповімо найближчим часом - не перемикайтеся!
P.P.S. Хочемо висловити окрему подяку слухачеві наших курсів «Airframe Structural Design & Sizing» Володимиру Картамишеву за найдіяльнішу участь в організації, проведенні та обробці результатів цих випробувань!

www.tg-me.com/ru/Progresstech Ukraine/com.progresstech/598

1.5K viewsFeb 10, 2024 at 09:00

​Загальновідомо (с) (тм), що деталі, отримані 3D-друком, мають різну міцність уздовж та впоперек шарів. Але наскільки ця розбіжність може бути великою? Сьогодні ви дізнаєтеся відповідь на це питання!

Як відомо постійним читачам, слухачі нашого Kyiv Training Center (здебільшого це студенти та школярі) використовують 3D-принтер для створення різноманітних стендів, які дають їм змогу краще розібратися в тих чи інших фізико-механічних явищах шляхом їхнього відтворення у своїх дослідах. Нещодавно вони зіткнулися з потребою точно оцінити, наскільки, залежно від орієнтації «волокон» пластику, різняться механічні властивості зразків, що друкуються на нашому принтері Anycubic Kossel Linear Plus, для випробувань на розтяг. Ми впевнені, що ця інформація буде корисною для багатьох прихильників 3D-друку, тому постаралися розповісти про це детальніше (з великою кількістю пояснювальних зображень).

Отже, метою нашого, не побоїмося цього слова, дослідження є наступне. Треба визначити, наскільки змінюються межа міцності та залишкове видовження зразків після розриву за допомогою нашої ручної випробувальної машини, залежно від розташування шарів «волокон» під час їхнього друку. Для цього зразки із пластику PLA були надруковані такими способами:
1️⃣ «Традиційним» - розташовуючи зразок лежачи на «столі» принтера та друкуючи «волокна», з яких він складається, уздовж поздовжньої осі робочої зони зразка паралельно один одному.
2️⃣ Зразок, як і раніше, розташовано горизонтально, але його окремі «волокна» друкувалися впоперек робочої зони паралельно один одному.
3️⃣ Зразок розташовано горизонтально та надруковано одним неперервним волокном «змійкою» впоперек робочої зони паралельно один одному.
4️⃣ Зразок розташовано вертикально та надруковано шарами окремих волокон, які розташовані впоперек робочої зони.
Крім цього, слухачі постаралися оцінити, чи впливає на зазначені вище властивості різна кількість шарів, які розташовуються по товщині зразків. У результаті було випробувано зразки, що мають 2, 3, 5 та 12 шарів за їхньою товщиною (від 0.8 до 2.5 мм).

Які ж підсумки наших випробувань?
У всіх зразків, надрукованих впоперек, різко зменшилося залишкове видовження після розриву, тобто вони стали помітно крихкішими.
У числах це має наступний вигляд: зразки, надруковані вздовж, мали видовження у діапазоні 0.4...0.8% та середнє залишкове видовження 0.6%. При цьому більшість зразків, надрукованих впоперек, мали видовження менше 0.1%, яке вже не можна було точно виміряти штангенциркулем. Нашим слухачам довелося спеціально надрукувати кілька зразків великої довжини (робоча зона 110 мм!), щоб виявити залишкове видовження всього близько 0.1 мм! При цьому найбільше зафіксоване залишкове видовження з усіх серій зразків, надрукованих впоперек, становило лише 0.4%.
Межа міцності зразків, надрукованих «лежачи» та «стоячи» поперек осі зразка, виявилася у 1.5 рази меншою за зразки, надруковані «традиційно» - уздовж (28 та 43 МПа відповідно). При цьому друк поперек варіантом №2 і зовсім потрапив в аутсайдери: міцність таких зразків впала аж у 3.5 рази - до 12 МПа!
Що ж стосується кількості шарів, то тут ніякої прямої залежності знайдено не було. Майже однаково висока міцність (32 та 30 МПа) була виявлена у зразків, надрукованих у 3 та 5 шарів, а однаково низька (28 та 26 МПа) - у зразків з 12 та 2 шарів.

P.S. Для чого нам знадобилися ці знання та як саме вони вже були використані, ми розповімо найближчим часом - не перемикайтеся!
P.P.S. Хочемо висловити окрему подяку слухачеві наших курсів «Airframe Structural Design & Sizing» Володимиру Картамишеву за найдіяльнішу участь в організації, проведенні та обробці результатів цих випробувань!

BY Progresstech-Ukraine