Технологии трехмерной печати находят применение в изготовлении запасных частей сельскохозяйственной техники. Применение 3D-печати сдерживается ввиду недостаточно высоких механических свойств получаемых деталей, обусловленных плохой адгезией слоев пластика при печати. Для устранения этой проблемы предложено проводить вакуумную пропитку 3D-печатных деталей в эпоксидной смоле. Целью исследований является оценка изменения предела прочности и ударной вязкости пропитанных в полимерном компаунде 3D-печатных конструкций по сравнению с их непропитанными аналогами, а также выявление характера поведения данных свойств в зависимости от структуры 3D-печатного каркаса. Каркасы образцов изготавливались из полилактида на 3D-принтере по технологии FDM с 20-, 33- и 50%-ным заполнением. В процессе печати слои пластика укладывались в продольном и поперечном направлениях относительно оси образца. Последующая пропитка полимерным компаундом осуществлялась в вакуумной камере. В результате испытаний установлено, что при любой геометрии механические свойства пропитанных образцов оказываются выше непропитанных, у пропитанных образцов с различным направлением укладки слоев значительно снижается анизотропия прочностных свойств (коэффициент анизотропии снижается от 2…5,5 до 0,94). Характер разрушения материала – хрупкий. При 3D-печати с увеличением процента заполнения у образцов типа «Вдоль» наблюдается рост механических свойств, у образцов типа «Поперек», напротив, проявляется тенденция снижения механических свойств. Для 3D-печатных конструкций соотношение между пластиком основы и пропитывающим составом рекомендовано как 33:77. Исследованиями показана целесообразность применения методики изготовления 3D-печатных конструкций, пропитанных эпоксидной смолой.
3D printing technologies are used to make spare parts for agricultural machinery. Among other things, the use of 3D printing in this area is restrained due to insufficiently high mechanical properties of the resulting parts, which occurs due to poor adhesion between plastic layers during printing. To eliminate this problem, the author proposes to carry out vacuum impregnation of 3D-printed parts in epoxy resin. The aim of this work is to assess the change in the tensile strength and the impact strength between the 3D-printed polymer samples and the 3D-printed samples impregnated in a polymer compound, as well as to reveal the behavior of these properties depending on the structure of the 3D-printed frame. The frames of the samples were made of polylactide on a 3D printer using the FDM technology with different percentages of filling (20, 33, and 50%). During the printing process, layers of plastic were stacked in longitudinal and transverse directions relative to the sample axis. Subsequent impregnation was carried out in a vacuum chamber. As a result of the tests, it was found that for any geometry the mechanical properties of the impregnated samples are higher than those of the non-impregnated ones, and the anisotropy of the strength properties for the impregnated samples with different directions of layers was found significantly reduced (the anisotropy coefficient decreased from 2-5.5 to 1). The material destruction type is fragile. For samples of the longitudinal type, an increase in mechanical properties is observed with an increase in the percentage of 3D printing filling. On the contrary, samples of the transverse type have a tendency to decrease their level of properties. In this regard, for structures experiencing loads in different directions during operation, it is recommended to use an intermediate ratio between the base plastic and the impregnating composition (33:77%, respectively).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.