Описание проекта
Цель проекта - разработать механизм экструзии эластичного материала для 3D-принтера, работающего по экструзионной аддитивной технологии, способный снизить количество дефектов изделий из материалов любой твердости от 50D до 98A по шкале Шора. Планируется разработка параметрической трехмерной модели механизма экструзии и его макета, что позволит быстро изготавливать печатные головы с разработанным механизмом экструзии эластичного материала различной конфигурации для нужд потребителя.
Применение 3D-печати эластичных материалов определяется обширной областью их применения. Активно детали из термопластичных полиуретанов используются в автомобиле- приборо- и станко- строении. Часто эти детали изнашиваются быстрее чем другие детали механизма. В таком случае выгоднее изготовить изношенные детали, используя аддитивные технологии, чем покупать новый механизм в сборе, либо заказывать их за рубежом.
Большинство распространенных материалов для экструзионной аддитивной технологии довольно твердые и жесткие, однако используются и эластичные материалы. Их температура стеклования находится в диапазоне отрицательных температур, из-за чего в нормальных условиях они уже обладают высокой эластичностью и низкой твердостью. Из-за этого они могут деформироваться внутри канала печатной головы.
Температура стеклования эластичных материалов находится в области отрицательных температур. Поэтому при комнатной температуре эластичные пластики – гибкие и неудобные для 3D-печати!
Это и является причиной возникающих проблем с подачей филамента и последующей экструзионной 3D-печатью.
Наше решение - уникальный механизм экструзии для эластичных пластиков - подразумевает влияние на физические свойства материала, а именно снижение его эластичности. Это позволит полностью устранить проблему изгиба филамента при 3D-печати и другие нежелательные эффекты. Для этого необходимо охладить пруток материала в виде филамента. Определив рациональную температуру охлаждения филамента мы решим проблему. Но для этого нам нужно провести НИР и проверить нашу идею на прочность.
Еще одна проблема в том, что большинство ГОСТов на изделия из эластичных материалов требуют отсутствие пористости, которая является дефектом для литых изделий. Но в аддитивном производстве пористость контролируется и является преимуществом, позволяющим получать изделия с оптимальной массой и прочностью. Таким образом, научные исследования необходимы, чтобы доказать соответствие напечатанных изделий из эластичных материалов изделиям, полученным традиционными регламентированными методами производства.
Формула нашего НИР: Исследование для создания и выбора механизма экструзии и режимов 3D-печати.
