Влияние ультразвуковой обработки отвержденного монослоя, сформированного путем трехмерной печати из препрега, армированного непрерывным углеродным волокном, на сопротивление воздействию потока твердых частиц

Исследовано влияние ультразвуковой обработки на резонансных частотах 22 и 44 кГц монослоя, сформированного путем трехмерной печати из препрегов, армированных непрерывным углеродным волокном, на сопротивление воздействию потока твердых частиц. Установлено, что при имитации потока твердых частиц струйно-абразивной обработкой происходит приращение массы как контрольных, так и опытных образцов по сравнению с исходным состоянием. Показано, что силовое воздействие ультразвука на рациональных режимах способствует снижению приращения массы на 31,4% при обработке на частоте 22 кГц и на 9% при обработке на частоте 44 кГц. Снижение приращения массы определяется повышением плотности структуры монослоя и приводит к повышению твердости поверхности в единицах Щора-Д на 13,5% при частоте воздействия 22 кГц и на 10% при частоте 44 кГц. 

1. Михайлин Ю. А. Специальные полимерные композиционные материалы. – СПб.: Научные основы и технологии, 2008. – 660 с.

2. Михайлин Ю. А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. 2-е изд. – СПб.: Научные основы и технологии, 2010. – 822 с.

3. Студенцов В. Н., Кузнецов В.А., Зубцова Н.В., Черемухина И.В. Армированные композиционные материалы строительного назначения // Материалы 29-й междунар. конф. «Композиционные материалы в промышленности», 1–5 июня 2009 г., г. Ялта – Киев. Ч.1. – С. 357–359.

4. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. – 2015. – № 1. – С. 3–33.

5. Каблов Е. Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники // Вестник Российской академии наук. – 2012. – Т. 82, № 6. – С. 520–530.

6. Мировой рынок производства композитов // Персональный сайт завода композиционных материалов Армпласт. URL: https://arm-plast.ru/o-zavode/novosti/mirovoj-ryinok-proizvodstvakompozitov.html. (Дата обращения: 20.10.2023)

7. Дориомедов М. С. Российский и мировой рынок полимерных композитов (обзор) // Труды ВИАМ. – 2020. – № 6–7. – С. 29–37.

8. Коваленко В. А., Кондратьев А. В. Применение полимерных композиционных материалов в изделиях ракетно-космической техники как резерв повышения ее массовой и функциональной эффективности. Аналитический обзор // Авиационно-космическая техника и технология. – 2011. – № 5. – С. 14–20.

9. Деев И. С., Никишин Е. Ф. Модель космоса. T. 2. – М.: КДУ, 2007. – 1144 с.

10. Letin V. A., Gatchenko L. S., Deev I. S. et al. Proc. of Sixth International Space Conference «Protection of Materials and Structures from Space Environment», Toronto, Canada. May 1–3. 2002. P. 461–474.

11. Kablov E. N., Minakov V. T., Deev I. S., Nikishin E. F. Protection of Materials and Structures from Space Environment. Space Technology Proceedings / Eds. J.I. Kleiman, Z. Iskanderova. – Kluwer Acad. Publ., 2003. – P. 217–233.

12. Материалы и покрытия в экстремальных условиях. Взгляд в будущее. Т. 1: Прогнозирование и анализ экстремальных воздействий / Ю. В. Полежаев, С. В. Резник, Э. Б. Василевский и др.; Под ред. С. В. Резника. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. – 224 с.

13. Горынин И. В. Конструкционные материалы – важный элемент надежности и экологической безопасности инфраструктуры Арктики // Арктика: экология и экономика. – 2011. – № 3. – С. 82–87.

14. Бузник В. М., Каблов Е. Н., Кошурина А. А. Материалы для сложных технических устройств арктического применения // Сб. тр. конф. «Научно-технические проблемы освоения Арктики». Москва, 16 декабря 2014 г. – 2015. – С. 275–285.

15. Публичный аналитический доклад по развитию новых производственных технологий / И. Г. Дежина, А. К. Пономарев, А. С. Фролов и др. – М.: Сколковский институт науки и технологий, 2015. – 210 с.

16. . Новые производственные технологии: Публичный аналитический доклад / А. К. Пономарев, А. С. Фролов, Д. Н. Зорин, С. Г. Псахье, и др. – М.: Издательский дом «Дело», 2015. – 210 с.

17. The European Construction, built environment and energy efficient building Technology Platform. URL: http://www.ectp.org (Дата обращения: 20.10.2023)

18. European Technology Platform for Advanced Engineering Materials and Technologies. URL: http://www.eumat.eu (Дата обращения: 20.10.2023)

19. The European Space Agency. URL: http://estp.esa.int. (Дата обращения: 20.10.2023)

20. Пройдаков Э. М. 3D-печать как новое научно-техническое направление // Науковедческие исследования. – 2014. – № 1. – С. 146–154.

21. Гибсон Я., Розен Д., Стакер Б. Технологии аддитивного производства. Трехмерная печать, быстрое прототипирование и прямое цифровое производство. – М.: ТЕХНОСФЕРА, 2016. – 656 с.

22. Bikas H., Stavropoulos P., Chryssolouris G. Additive Manufacturing methods and modeling approaches: a critical review // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2016. – V. 83. – P. 389–405. DOI: 10.1007/s00170-015-7576-2.

23. Рынок технологий 3D-печати в России и мире: перспективы внедрения аддитивных технологий в производство // CAD/CAM/CAE Observer. – 2021. – № 1. – С. 42–51.

24. Балашов А. В., Маркова М. И. Исследование структуры и свойств изделий, полученных 3Dпечатью // Инженерный вестник Дона. – 2019. – № 1. – С. 66.

25. Петров В. М., Безпальчук С. Н., Яковлев С. П. О влиянии структуры на прочность изделий из пластиков, получаемых методом 3D-печати // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. – 2017. – Т. 9, № 4. – С. 765–776. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-4-765-776.

26. Three-dimensional printing of continuous-fiber composites by in-nozzle impregnation / R. Matsuzaki, M. Ueda, M. Namiki, T. K. Jeong et al. // Sci Rep. – 2016. – V. 6(1). DOI: 10.1038/srep23058.

27. Ning F., Cong W., Qiu J., Wei J., Wang S. Additive manufacturing of carbon fiber reinforced thermoplastic composites using fused deposition modeling // Composites Part B-engineering. – 2015. – N 80. – P. 369–378.

28. Invernizzi M., Natale G., Levi M., Turri S., Griffini G. UV-Assisted 3D Printing of Glass and Carbon Fiber-Reinforced Dual-Cure Polymer Composites // Materials. – 2016. – N 9(7). – P. 583. DOI: 10.3390/ma9070583.

29. Polyzos E. , Katalagarianakis A., Van Hemelrijck D., Pyl l., Polyzos D. A Multi Scale Analytical Methodology for the Prediction of Mechanical Properties of 3D-printed Materials with continouos Fibres // Additive Manufacturing. – 2020. – V. 36. – P. 101394. DOI: 10.1016/j.addma.2020.101394

30. Wang F., Wang G., Zhang Z., Ning F. Fiber-matrix Impregnation Behavior During Additive Manufacturing of Continouos Carbon Fiber Reinforced Polylactic Acid Composites // Additive Manufacturing. – 2021. – V. 37. – P. 101661. DOI: 10.1016/j.addma.2020.101661

31. Кулезнев В. С., Шершнев А. С. Химическая и физическая модификация полимеров. – М.: Химия, 1990. – 207 с.

32. Студенцов В. Н. Физическая модификация армированных реактопластов // Вестник СГТУ. – 2011. – № 4, вып. 3. – 243 с.

33. Негров Д. А. Влияние энергии ультразвуковых колебаний на структуру и свойства полимерного композиционного материала на основе политетрафторэтилена // Дис. ... канд. техн. наук, Омск, 2009. – 123 с.

34. Lionetto F., Dell’Anna R., Montagna F., Maffezolli A. Ultrasonic assisted consolidation of commingled thermoplastic/glass fiber rovings // Frontiers in Materials. – 2015. – V. 2. – P. 1–9. DOI: 10.3389/fmats.2015.00032.