ТЕРМОВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ФОТОПОЛИМЕРНЫХ СМОЛ ПОСЛЕ АДДИТИВНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ С РАЗЫМИ НАПРАВЛЕНИЯМИ ПЕЧАТИ
Автор: Мария Александровна Ран
Соавторы: Ран М.А., Струкова В.И., Каменских А.А., Пустовалов Д.О.
Организация: ФГАОУ ВО "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
ТЕРМОВЯЗКОУПРУГИЕ СВОЙСТВА ФОТОПОЛИМЕРНЫХ СМОЛ ПОСЛЕ АДДИТИВНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ С РАЗЫМИ НАПРАВЛЕНИЯМИ ПЕЧАТИ
Ран М.А., Струкова В.И., Каменских А.А., Пустовалов Д.О.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Динамический механический анализ (ДМА) позволяет получить температурные зависимости модуля потерь, модуля накопления и тангенса угла механических потерь, которые являются основой для формирования термовязкпуругой модели поведения материалов [1]. Модель Максвелла с разложением ядра релаксации рядами Prony применяется для описания термомеханики фотополимерных материалов [2]. В рамках текущего исследования выполнено аддитивное формирование структур материалов на основе фотополимерных смол для набора современных выжигаемых и стандартных фотополимеров. Рассматриваются материалы российского и зарубежного производства из разного сегмента рынка, стоимость литра которых варьируется от 2 до 30 тыс. руб. Материалы рассматриваются как перспективные для формирования выжигаемых фотополимерных моделей для получения сложнопрофильных геометрий литейных форм.
Динамический механический анализ материалов выполнен при температурах до 225 °С, что соответствует диапазону температур до начала стадии быстрой деструкции материалов. В рамках экспериментов определены условия выхода из зоны линейной вязкоупругости. Исследования выполнены на базе лаборатории пластмасс ПНИПУ с использованием DMA Q800 (TA Instruments г. Нью-Касл, США). Термомеханика фотополимерных материалов на примере температурных зависимостей модуля накопления и модуля потерь показана на рисунке.
Рис. Термомеханика отвержденных фотополимерных смол: а) модуль накопления; б) модуль потерь
Максимальная температура ДМА для материалов варьировалась от 205 до 225 °С и зависела от поведения материала, а также условиями не выхода из зоны линейной вязкоупругости. Сравнительный анализ экспериментальных данных показан в рамках общего для всей выборки диапазона температур от 0 до 200 °С для одного из направлений печати образцов, по координате x. При увеличении температуры модуль накопления снижается, что соответствует стеклянному переходу и структурной α-релаксации. Снижение жесткости материалов может быть оценено по сигналу модуля потерь: снижение модуля после пикового значения. При дальнейшем увеличении температуры материалы выходят на вязкое плато.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Правительства Пермского края, соглашение от 26.02.2025 г. № С-26/940.1.
1. Moharana A.P., Singh S.S., Dixit A.R. Dynamic mechanical and viscoelastic properties of glass fiber reinforced photopolymer composite fabricated using vat-photopolymerization additive technique: Influence of filler volume fraction // Journal of Manufacturing Processes. 2024. Vol. 130. P. 72-86.
2. 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.
