3.3 Проведение испытания пкм на прочность.

Мы не можем изготовить крестовину карданного вала из ABS-пластика, так как этот материал не обладает нужными физико-механическими характеристиками для долгосрочного эксплуатирования детали, нужно подобрать полимерный композиционный материал (ПКМ).

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) – это гетерогенные системы, состоящие из двух или более компонентов, различающихся по химическому составу, физико-механическим характеристикам и разделённых в материале чётко выраженной границей, причём одни из компонентов являются армирующими составляющими, а другие-связующими их матрицами.[3]

Для выбора ПКМ, чтобы изготовить из него крестовину карданного вала, нужно изготовить образцы, определиться со связующем, наполнителем и c его концентрацией в связующем и провести испытание образцов на прочность. В качестве примера мы проведём испытание образцов, изготовленных из ПКМ, на прочность при растяжение.

Этапы проведения испытания образцов из полимерного композиционного материала на прочность при растяжении:

1) Изготовление образцов.

1.1 Ознакомление с гост 11262-80 ,, Пластмассы. Методы испытания на растяжение.’’

Мы должны определить прочность при растяжении , прочность при разрыве, предел текучести при разрыве, условный предел текучести, относительное удлинение при максимальной нагрузки, относительное удлинение при разрыве, относительное удлинение при разрыве.

1.2 Создание 3d-модели образца.

Выбираем тип образца, создаём его 3d модель (рис 3.2) в программе цифрового моделирования (Компас-3d) и экспортируем созданную модель в формат STL.

В качестве образца для испытания мы выбираем тип 2 (рис 3.1) с размерами l1 =180 мм, l2 = 115 мм, l3 = 60 мм, l0 = 50 мм, b1 = 20 мм, b2 = 10 мм, d = 6 мм, r = 60 мм.

рис 3.1

рис 3.2

Далее мы обрабатываем файл 3d модели в программе Slyser: выставляем качество поверхности, пространственное расположение на платформе и количество образцов – в данном случае 6 образцов.

1.3 Распечатка мастер - моделей образцов на 3d принтере Picaso designer .

3d - принтер Picaso designer изображён на рисунке 3.3

рис 3.3

Технические характеристики Picaso designer представлены в таблице 3.3:

Таблица 3.3

Технология печати	Моделирование методом наплавления (FDM/FFF)
Количество печатающих головок	1
Диаметр сопла (мм):	0.15/0.3
Область построения, мм	200х200х210
Толщина слоя (мм):	0,05
Скорость печати:	30 см3/час
Платформа:	с подогревом
Интерфейсы:	USB, Card Reader
Дисплей:	Да

Перед печатью мастер - моделей образцов нужно провести предварительный нагрев рабочих органов принтера, покрыть рабочую платформу растворителем для хорошей фиксации слоя и лёгкого последующего удаления. Время печати 6 мастер моделей образцов (рис. 3.4) составило 10 часов. Материал: АBS пластик.

рис. 3.4

Физико-механические свойства ABS – пластика приведены в таблице 3.4:

Таблица 3.4

Плотность кг/м3	1040
Разрушающее напряжение при растяжении МПа	36-60
Разрушающее напряжение при изгибе МПа	50-87
Разрушающее напряжение при сжатии МПа	46-80
Относительное удлинение при разрыве %	1-3
Ударная вязкость кДж/м2	80-100

Основн ые правила печати АBS пластиком на 3d принтере [11]:

1. Температура сопла подбирается индивидуально для определенной скорости и слоя. Как правило она ниже на несколько градусов той при которой еще происходят оплавления нижних слоев.

2.Температура нагреваемой платформы для нашего пластика: первый слой — 115-120°С, остальные 100-105°С.

3. Скорость первого слоя 10-15 мм\с. Чем меньше тем лучше, но смотрите по ситуации если пластик хорошо пристает к платформе можно немного повысить скорость.

4. Чтобы избежать расслоения модели:

а) делайте количество горизонтальных слоев периметра 3 и больше.

б) используйте обдув только в случае печати небольших изделий с малой площадью слоя (менее 15-30 сек.\слой) , в остальных случаях оптимальнее снизить скорость печати но позволить остывать изделию равномерно

в) защитите платформу 3D принтера от сквозняков или организуйте для него камеру.

5. Не допускается обдув для 1 слоя и не рекомендуется для 2.

6. Стеклянная платформа должна быть матовой и покрытой раствором АBS.

7. Обдув должен быть сверху, а не с боку модели. Желательно кольцевой вокруг сопла.

8.     Интенсивность обдува зависит от скорости печати всего слоя. А именно от того успевает ли остыть нижний слой, перед началом печати следующего, пройдя температуру стеклования не больше чем на 5-10°С. При большей разнице температур склеиваемость слоев будет хуже.

Заключительной частью является обработка поверхностей мастер моделей образцов и контроль размеров.