ИСПЫТАНИЕ ЗАГОТОВОК ИЗ ABS – ПЛАСТИКА С ТЕХНОЛОГИЕЙ ЗАПОЛНЕНИЯ RECTILINEAR МЕТОДОМ РАСТЯЖЕНИЯ. ВЫЯВЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ И МАКСИМАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ОТ СТЕПЕНИ ЗАПОЛНЕНИЯ

Введение

ABS-пластик – это термопластичный тройной сополимер акрилнитрила, бутадиена и стирила, представляющий собой непрозрачный, темноокрашенный материал, обладающий высокими показателями влаго-, масло-, кислото- и щелочестойкости, а также устойчивый к действию органических растворителей. По своей механической прочности, ударной вязкости, теплостойкости и жесткости ABS-пластик превосходит ударопрочный полистирол. Наличие в макромолекуле каучука ненасыщенных связей ABS-пластик подвержен разрушению в условиях атмосферы.

Цель работы состояла в установлении закономерностей изменения показателей деформации растяжения заготовок из ABS-пластика, распечатанных на 3D-принтере и удовлетворяющих условиям ГОСТ 11262-80 в зависимости от типа заполнения и степени заполнения.

Для достижения поставленной цели был решены ряд экспериментальных задач.

 Во – первых, были напечатаны образцы из ABS-пластика с типами заполнения rectilinear при различных процентах насыщения филаментом и сравнение полученных результатов. Для проведения эксперимента использовались следующие проценты заполнения образцов: 20 %, 25 %, 30 %, 40 %, 50 %, 100 %.  Анализ роста прочности материала проводился на основе ожидаемой функциональной зависимости типа .

Во – вторых, были проведены испытания заготовок из ABS-пластика методом растяжения на машине, которая при растяжении образца должна обеспечивать измерение нагрузки с погрешностью не более 1% от измеряемой величины и постоянную скорость раздвижения зажимов в пределах, требуемых настоящим стандартом. На основе экспериментальных данных была получена зависимость силы предельного растяжения от степени заполнения.

В процессе решения экспериментальных задач была составлена компьютерная 3D-модель испытываемого образца типа 1 на основе ГОСТ 11262-80  (рисунок 1).

Рисунок 1. Чертеж заготовки типа 1

Печать заготовок производилась с помощью программы Repeater Host. В качестве слайсера (подпрограммы, моделирующей маршрут экструдера для печати модели) был выбран slic3r. Для печати заготовок были выбраны следующие параметры печати.

1. Отсутствие поддерживающих горизонтальных слоев сверху и снизу заготовки.
2. Тип узора печати – rectilinear (рисунок 2), Случайное положение начала каждого последующего слоя.

Рисунок 2. Тип узора rectilinear

3. Процент заполнения: 20 %, 25 %, 30 %, 40 %, 50 %, 100 %.
4. Печать контрольных образцов в количестве 4 штук производилась на машине производилось GT-7014-H.
5. В соответствии с ГОСТ 11262-80 после печати происходило кондиционирование образцов.

После кондиционирования проводились испытания с помощью аппарата GOTECH AI-7000M, предназначенного для испытаний на различные типы растяжения, с одновременным измерением максимальной силы растяжения и модуля упругости.

На основе полученных экспериментальных данных (таблица 1) были получены экспериментальные зависимости силы максимальной нагрузки и модуля упругости образцов от степени заполнения, представленные на рисунках 3 и 4.

Таблица 1

 Основные характеристики образцов из ABS-пластика, Rectilinear

Рисунок 3. Зависимость максимальной нагрузки на образец от степени его заполнения филаментом

Рисунок 4. Зависимость модуля упругости от степени заполнения образца филаментом

На основе анализа полученных зависимостей (рисунки 3 и 4) можно утверждать, что при росте процента заполнения образца филаментом возрастает модуль упругости и максимальная нагрузка на образец.

Список литературы:

1. ГОСТ 11262-80. Пластмассы. Метод испытания на растяжение. – Взамен ГОСТ 11262-76; введ.01.12.80. – Гос. Комитет СССР по стандартам; Москва: Изд-во стандартов, 1980. – 3 с.
2. Полимерные аддитивные технологии: учебное пособие / А. А. Ляпков; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2016. С. 56- 57