Опубликован исследовательский документ и связанное с ним видео, демонстрирующие печать произвольной формы из экструдированного термореактивного пластика. На видео показано экструдирование и отверждение термореактивного композита на воздухе без поддерживающего материала.
Это было достигнуто с помощью процесса, известного как фронтальная полимеризация, и исследователи из Университета штата Колорадо утверждают, что это первый случай, когда термореактивные композиты для печати произвольной формы с FP были продемонстрированы.
Вы можете увидеть печать FP в действии на видео ниже.
Подавляющее большинство композитных принтеров из углеродного волокна на основе экструзии используют сырье, состоящее из коротких кусочков рубленого волокна, заключенных в термопластическую матрицу (нить или гранулу).
Именно так работает термопринтер для пластика. Он расплавляет термопластик своим горячим концом, выдавливает его, экструдированный пластик быстро остывает на выходе из сопла и принимает форму.
Проблема с термопластами заключается в том, что они могут образоваться при повторном нагревании. Он отлично подходит для переработки, но не так хорош для термостойкости. А для некоторых применений, таких как аэрокосмическая или нефтегазовая промышленность, требуются компоненты, которые сохраняют свою форму при всех температурах в пределах их рабочего диапазона.
С другой стороны, термореактивные пластики (такие как эпоксидные смолы) не требуют тепла для формирования. Им нужно тепло для лечения.
Термореактивные пластмассы обычно отверждаются экзотермической реакцией, что означает, что они фактически выделяют тепло при отверждении. Эта реакция ускоряется с применением тепла, кислорода или других химических ускорителей (отвердителей).
Проблема в том, что они недостаточно быстро затвердевают для обычной 3D-печати и уж точно недостаточно быстро затвердевают для произвольной печати в воздухе. Во всяком случае, пока.
Фронтальная полимеризация
Исследователи под руководством доцента Мостафы Юрдхани нашли решение этой проблемы медленного излечения, и ответ заключается в том, что называется FP (прямая полимеризация).
Фронтальная полимеризация представляет собой саморазвивающуюся экзотермическую реакцию, требующую низкой фронтальной температуры и самоподдерживающегося фронтального распространения.
С помощью этого метода раствор мономера с гелеобразной вязкостью отверждался на месте после экструзии из печатающего сопла самоподдерживающимся фронтом реакции (видно на изображении выше).
В смолу были добавлены короткие армирующие углеродные волокна толщиной примерно 74 мкм для улучшения механических свойств отпечатанных образцов.
Добавление коротких волокон улучшило прочность на изгиб напечатанной детали примерно на 50%, а модуль изгиба — на целых 410% по сравнению с формованными образцами.
Это открывает новые возможности для произвольной 3D-печати термореактивных композитов, в отличие от традиционного послойного нанесения 2,5D-печатных термопластов, к которым привыкло большинство из нас.
Конечно, с FP вы по-прежнему можете выполнять послойную 2,5D-печать, только теперь у вас есть возможность отверждения в воздухе.
Вы можете прочитать полную статью под названием «3D-печать термореактивных полимерных композитов, армированных коротким углеродным волокном, посредством фронтальной полимеризации» в журнале ACS Applied Materials & Interfaces по этой ссылке .
По всем вопросам писать сюда:
контактный телефон +79531178495
Telegram: https://t.me/fidller
E-mail: shope@fidller.com
вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.