Технології та інжиніринг

Адитивне формування вуглекомпозитів на основі L-полілактиду

Мета. Встановлення раціональних параметрів процесу адитивного формування композитів на основі полілактиду, наповненого вуглецевим волокном. Методика. Міцність та відносне видовження при розриві для всіх досліджуваних зразків визначали за ISO 527. Модуль пружності при розтягу – за ASTM D638-10, густину зразків - за PN-EN ISO 1183, мікроскопічні дослідження – за ASTM E2015 - 04(2014). Випробування на ударний згин за Шарпі ISO 179 та ASTM D256. Метод випробування на прогин ISO 178 и ASTM D 790. Результати. Встановлено раціональні режими адитивного формування вуглекомпозитів на основі PLLA. Композити з вуглецевим волокном володіють значно більшими значеннями модуля пружності на згин та розтяг порівняно з вихідним L-полілактидом, що зумовлено ефектом армування полімерної матриці волокнистим компонентом. Однак, готові вироби, отримані адитивним формуванням з вуглекомпозитів на основі полілактиду, володіють нижчою ударною в’язкістю та міцністю при розриві, що ймовірно, пов’язано з тим, що вуглецеві волокна короткі (50-60 мкм) та проявляється ефект кавітації для вуглекомпозитів. Наукова новизна. Встановлено появу ефекту кавітації для вуглекомпозитів, що зумовлено орієнтаційним витягуванням волокнонаповненої полімерної суміші при формуванні мононитки. Ефект кавітації зберігається і при адитивному формуванні виробів з вуглекомпозитів внаслідок проходження орієнтаційного витягування суміші на виході з сопла принтеру, хоча і в меншій мірі. Практична значимість. Встановлено можливість регулювати густину та фізико-механічні властивості виробів з вуглекомпозитів, отриманих методом адитивного формування. Підбір раціональних значення коефіцієнту екструзії та напрямку укладання шарів при адитивному формуванні дозволяє створювати вироби з потрібним комплексом властивостей

L-полілактид (PLLA), вуглецеве волокно, адитивне формування, орієнтація волокон, питома міцність