сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Исследование физико-механических свойств наполненной оксидом алюминия нити для FDM-печати на основе полиэтилентерефталатгликоля
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-99-109
Аннотация
Печать методом послойного наплавления (FDM) – одна из наиболее распространенных технологий аддитивного производства, базирующихся на экструзии термопластичной нити. Создание композиционных материалов для FDM-печати путем введения в термопластичную матрицу дисперсных наполнителей позволяет получить детали с требуемым набором характеристик. В настоящей работе предпринята попытка улучшения износостойкости образцов из полимерных композиционных материалов на основе полиэтилентерефталатгликоля (PETG) за счет его модификации микропорошком оксида алюминия. Установлено оптимальное содержание модифицирующего компонента, позволяющее реализовать технологический процесс 3D-печати и обеспечить уменьшение износа композиционного материала.
Ключевые слова
технология 3D-печати FDM,
термопласты,
полимерные материалы для 3D-печати,
износостойкость,
композиционные материалы
При поддержке: Работа выполнена с использованием оборудования ЦКП «Климатические испытания» НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ.
Об авторах
С. А. Сидорова
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
119454, Москва, пр. Вернадского, 78
А. Н. Хрусталев
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
119454, Москва, пр. Вернадского, 78
А. В. Лосев
НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ
Россия
Россия
105005, Москва, ул. Радио, д. 17
Н. А. Рашутин
МИРЭА – Российский технологический университет
Россия
Россия
119454, Москва, пр. Вернадского, 78
Список литературы
1. Кондрашов С. В., Пыхтин А. А., Ларионов С. А. Функциональные материалы, полученные способом FDM-печати (обзор) // Труды ВИАМ. – 2021. – № 3 (97). – С. 44–57. URL: http://www.viamworks.ru (дата обращения 30.01.2025). DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-3-44-57
2. Соколова Л. В., Лосев А. В., Политова Е. Д. Гибкость проходных цепей и наноорганизация полимеров // Высокомолекулярные соединения. Серия А. – 2020. – Т. 62, № 2. – С. 1–14.
3. Kuzmicheva G. M., Levko A. A., Manomenova V .L. et al., Growth, structural effects, and non-linear and spectroscopic properties of nanocomposites based on α-NiSO4·6H2O single crystals with TiO2 nanoparticles or sols // Journal of Alloys and Compounds. – 2023. – V. 965. – P. 171369. DOI: 10.1016/j.jallcom.2023.171369
4. Янсен Х., Дудчиг С., Анезирис К. Г. MgO-C-бетон с новыми свойствами // Огнеупоры и техническая керамика. – 2009. – № 1–2. – С. 47–50. – EDN NBIGMJ.
5. Соколова Л. В., Лосев А. В., Политова Е. Д. Влияние диоксида титана на структуру наноорганизации двойных сополимеров // Труды ВИАМ. – 2024. – № 4 (134). – С. 64–82. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 30.01.2025). DOI: 10.18577/2307-6046-2024-0-4-64-82. – EDN SQSPQW.
6. Соколова Л. В., Хрусталев А. Н., Волков В. В., Переверзева С. Ю. Наноорганизация полизопренов и их деформируемость // Бутлеровские сообщения. – 2023. – Т. 73, № 1. – С. 50–61. DOI 10.37952/ROI-jbc-01/23-73-1-50. – EDN YEYMUK.
7. Каблов Е. Н., Кондрашов С. В., Мельников А. А. и др. Исследование влияния теплового режима FDM-печати на структурирование и коробление образцов полиэтилена // Труды ВИАМ. – 2021. – № 7 (101). – С. 48–58. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 30.01.2025). DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-7-48-58
8. Cuenca Pérez D. E., Zumba Novay E. G., Castillo Mazon H. P., Quincuela Llamuca J. P. Elasticity and plasticity of PLA, PETG, ABS polymers for printing automotive parts // Espirales Revista Multidisciplinaria de investigación. – 2024. – V. 8, N 4. – P. 51–61.
9. S z y ki e d a n s K., C r e d o W., O si ń s ki D. Selected mechanical properties of PETG 3-D prints // Procedia Engineering. – 2017. – V. 177. – P. 455–461.
10. Valvez S., Silva A. P., Reis P. N. B. Optimization of printing parameters to maximize the mechanical properties of 3D-printed PETG-based parts // Polymers. – 2022. – V. 14, N 13. – P. 2564.
11. Kumar M. A., Khan M. S., Mishra S. B. Effect of machine parameters on strength and hardness of FDM printed carbon fiber reinforced PETG thermoplastics // Materials Today: Proceedings. – 2020. – V. 27. – P. 975–983.
12. Шумейко И. А., Зайченко Н. О. Анализ пластмасс при их выборе для 3d печати модели ветроэнергетической установки // Universum: технические науки. – 2021. – N 3 (84). – С. 74–77.
13. Chen T., Zhang W., Zhang J. Alkali resistance of poly (ethylene terephthalate)(PET) and poly (ethylene glycol-co-1, 4-cyclohexanedimethanol terephthalate)(PETG) copolyesters: The role of composition // Polymer Degradation and Stability. – 2015. – V. 120. – P. 232–243.
14. Camargo J. R., Crapnell R. D., Bernalte E. et al. Conductive recycled PETg additive manufacturing filament for sterilisable electroanalytical healthcare sensors // Applied Materials Today. – 2024. – V. 39. – P. 102285. DOI: 10.1016/j.apmt.2024.102285
15. Хрусталев А. Н., Смирнов А. В., Арбанас Л. А. и др. Диэлектрические свойства полимерных композиционных материалов с керамическими наполнителями для СВЧ-приборов и оборудования // Авиационные материалы и технологии. – 2024. – № 4 (77). – С. 95–116. DOI: 10.18577/2713-0193-2024-0-4-95-116
16. Применение PolyMax™ PETG ESD в производстве гибких плоских кабелей [электронный ресурс]. – 2024. URL: https://lider-3d.ru/blog/stati/primenenie-polymax-petg-esd-v-proizvodstve-gibkikhploskikh-kabeley/ (дата обращения: 31.07.2024)
17. Yan C., Kleiner C., Tabigue A. et al. PETG: applications in modern medicine // Engineered Regeneration. – 2023. – V. 5 (1). – P. 45–55. DOI: 10.1016/j.engreg.2023.11.001
18. Batista M., Lagomazzini J. M., Ramirez-Peña M., Vazquez-Martinez J. M. Mechanical and Tribological Performance of Carbon Fiber-Reinforced PETG for FFF Applications // Appl. Sci. – 2023. – V. 13. – P. 12701. DOI: 10.3390/app132312701
19. Vijayasankar K N, Bonthu D., Doddamani M., Pati F. Additive Manufacturing of Short Silk Fiber Reinforced PETG Composites // Materials Today Communications. – 2022. – V. 33. – P. 104772. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2022.104772
20. Rijckaert S., Daelemans L., Cardon L. et al. Continuous Fiber-Reinforced Aramid/PETG 3D-Printed Composites with High Fiber Loading through Fused Filament Fabrication // Polymers. – 2022. – V. 14, N 2. – 16 p. DOI 10.3390/polym14020298. – EDN YTDYCJ.
21. Kumar J., Negi S., Mishra V. 3D printed PETG/cenosphere syntactic foam composites for lightweight structural applications // Materials Letters. – 2024. – V. 355. – P. 135493. DOI: 10.1016/j.matlet.2023.135493
22. Silva P. A. P., Oréfice R. L., Da Silva A. B., Santos J. P. F. Self-healing polymer blend based on PETG and EMAA // Journal of Applied Polymer Science. – 2021. – V. 138, N 14. – P. 50148. DOI: 10.1002/app.50148. – EDN LZQWVB.
23. Холодкова А. А., Корнюшин М. В., Смирнов А. В. и др. Холодное спекание α- и γ-модификаций оксогидроксида алюминия: низкотемпературный способ получения пористой корундовой керамики // Тонкие химические технологии. – 2024. – № 19 (4). – С. 337–349. DOI: 10.32362/2410-6593-2024-19-4-337-349
24. Симонов-Емельянов И. Д., Харламова К. И. Теоретические основы, модели и расчеты составов дисперсно-наполненных полимеров с разными типами структур и свойствами // Российский химический журнал. – 2024. – Т. 68, № 1. – С. 58–68. DOI: 10.6060/rcj.2024681.11. – EDN WATGYI.
25. Заякин О. В., Жучков В. И., Акбердин А. А. Физико-химические характеристики оксидных расплавов системы MgO–Al2O3–SiO2–СаO–Cr2O3–FeO // Бутлеровские сообщения. – 2016. – Т. 48, № 10. – С. 128–133. – EDN XIQTZD.
26. Козлов Г. В., Долбин И. В. Перколяционные модели для описания степени усиления модуля упругости высоконаполненных нанокомпозитов полиуретан/графен // Прикладная физика. – 2017. – № 3. – С. 96–100. – EDN YTYNYZ.
27. Бобрышев А. Н., Зубарев П. А., Кувшинов П. И., Лахно А. В. Анализ распределения наполнителя в структуре композитов // Интернет-вестник ВолгГАСУ. – 2012. – № 1 (20). – С. 28. – EDN PWPIIV.
28. Основы технологии переработки пластмасс. Учебник для вузов / С. В. Власов и др. – М.: Мир, 2006. – 600 с.
29. Rijckaert S., Daelemans L., Cardon L. et al. Continuous Fiber-Reinforced Aramid/PETG 3D-Printed Composites with High Fiber Loading through Fused Filament Fabrication // Polymers. – 2022. – V. 14, N 2. DOI: 10.3390/polym14020298. – EDN YTDYCJ.
Рецензия
Для цитирования:
Сидорова С.А., Хрусталев А.Н., Лосев А.В., Рашутин Н.А. Исследование физико-механических свойств наполненной оксидом алюминия нити для FDM-печати на основе полиэтилентерефталатгликоля. Вопросы материаловедения. 2025;(2(122)):99-109. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-99-109
For citation:
Sidorova S.A., Khrustalev A.N., Losev A.V., Rashutin N.A. Study of the physical and mechanical properties of aluminum oxide filament based on polyethylene terephthalate glycol for FDM-printing. Voprosy Materialovedeniya. 2025;(2(122)):99-109. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-99-109
Просмотров:
0
Послать статью по эл. почте 