ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ 3D ПЕЧАТИ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФОТОПОЛИМЕРНЫХ СМОЛ РАЗНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

Автор: Вероника Ивановна Струкова

Соавторы: Ран М.А., Каменских А.А., Носов Ю.О., Пустовалов Д.О., Лантомей К.С.У.

Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Рис. Напечатанные тестовые модели из разных фотополимерных материалов

Литейная промышленность занимает первое место по производству металлических деталей в машиностроении и станкостроении. Применение гибридных подходов основанных на сочетание аддитивных технологий и литья раскрывает новые перспективы по развитию отрасли, увеличению гибкости и функциональности технологий. При изготовлении деталей с применением методики быстрого прототипирования становится возможным формирование уникальных форм и конструкций, в том числе тонкостенных со сложной пространственной конфигурацией [1-3]. Существует большая номенклатура фотополимерных материалов. Фотополимеры могут быть использованы для выращивания выжигаемых моделей. Для получения отливок без брака, необходимо, еще на стадии 3D печати, получить фотополимерные модели, удовлетворяющие критериям качества относительно геометрии и морфологии поверхности. Однако, необходимо учитывать огромное количество факторов, влияющих на результат аддитивного производства. Основными параметрами являются: время экспозиции, время засветки базового слоя, толщина слоя, усадка и др.

В работе рассмотрено более 10 фотополимерных материалов Российского (HarzLabs, Gorky Liquid) и иностранного производства (JANG HE, Anycubic и др.). Для определения рациональных параметров печати из фотополимерных материалов использовалась тестовая модель DLP принтера Anycubic Photon Mono M7 Pro. После окончания печати, модель промывается в изопропиловом спирте в течение 10 минут, высушивается на воздухе и, затем, подвергается пост полимеризации под УФ-излучением в течение 30 минут. Установлено, что рекомендуемые параметры производителя не всегда являются рациональными для получения качественной модели. Время экспозиции одного слоя является одним из важнейших параметров, которые нужно правильно и аккуратно подбирать: при уменьшении времени экспозиции появляются провисания; при увеличении времени происходит переотверждение и дополнительное отверждение близ лежащего материала и как следствие уменьшение точности напечатанной модели. На рисунке представлены напечатанные тестовые модели с рациональными параметрами печати.

Выполнена структуризация полученных данных для всех материалов. Сформирован перечень дефектов, наблюдаемых при аддитивном выращивании тестовых моделей. Сформулированы рекомендации по параметрам 3D печати, а также по использованию фотополимерных материалов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Правительства Пермского края, соглашение от 26.02.2025 г. № С-26/940.1.

1. Знаменский, Л. Г., Солодянкин А.А., Полиновский В.Б. Прогрессивные материалы в точном литье по выжигаемым моделям // Военный научно-практический вестник. – 2023. – № 1(17). – С. 53-62.

2. Lin C.Y. Rethinking and researching the physical meaning of the standard linear solid model in viscoelasticity // Mechanics of Advanced Materials and Structures. – 2023. – Vol. 31(11). – P. 2370-2385.

3. Струкова В.И., Каменских А.А., Носов Ю.О., Пустовалов Д.О. Термомеханическая модель поведения фотополимерного материала // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. – 2025. – №1(63). – С. 65-75. DOI:10.37972/chgpu.2025.63.1.006