ВЛИЯНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПЕЧАТИ НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОТОПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОСЛЕ ОТВЕРЖДЕНИЯ
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.1. Зависимость комплексного модуля упругости от температуры
С развитием аддитивных технологий и внедрением фотополимерных материалов в литейное производство открываются новые перспективы для создания сложных геометрических форм и улучшения качества отливок. Фотополимеры, благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокая точность, гладкость поверхности и возможность получения сложных геометрий, становятся все более популярными в производственных процессах [1]. Из-за большого влияния температуры на поведение материала в процессе выжигания требуется определение их термомеханических свойств и создание численных моделей, как материалов, так и этапов технологического процесса для минимизации выбраковки литейных форм. Одним из ключевых факторов, определяющих качество и характеристики напечатанных объектов, является направление печати [2]. Этот аспект влияет на механические свойства, прочность, точность и эстетические качества готовых изделий. В процессе 3D печати слои материала накладываются друг на друга, и выбор направления их укладки может существенно изменить поведение изделия под нагрузкой, его устойчивость к деформациям и даже срок службы. Таким образом, требуется экспериментальное определение зависимостей теплофизических и термомеханических свойств материалов от температуры.
В работе рассмотрены фотополимерные материалы различных производителей: HarzLabs, Gorky Liquid, JANG HE, Anycubic и др. Рассматриваемые материалы применяют или могут применять в технологическом процессе литья по выжигаемым моделям. Заявлено, что материалы имеют малую зольность. Для определения теплофизики и термомеханики свойств были проведены экспериментальные исследования на базе лаборатории пластмасс ПНИПУ. Были определены: коэффициент Пуассона, модуль потерь, комплексный модуль упругости, температура стеклования, КЛТР и т.д. На рисунке представлены результаты зависимости комплексного модуля упругости от температуры для материала HarzLabs Cast Chery (фотополимерная смола, разработанная для стоматологических целей фирмой HarzLabs (г. Москва, Россия)).
Можно отметить, что комплексный модуль упругости для представленного материала не зависит от направления печати. Наибольшее значение достигается при печати по слоям по высоте.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Правительства Пермского края, соглашение от 26.02.2025 г. № С-26/940.1.
1. 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
2. Андрианов П. А., Колмаков А. Е., Уткин М.М. Литье стали по выжигаемым аддитивным моделям // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2019. – № 4. – С. 436-444.
