ВИГОТОВЛЕННЯ ВИРОБІВ ТА ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ 3D-ДРУКУ З КОМПОЗИТНИХ НИТОК З ВИСОКИМ ВМІСТОМ МЕТАЛУ

Анотація

Встановлено, що одним з найбільш перспективних напрямів розвитку сучасного машинобудування є розробка нових технологій швидкого виробництва продукції (швидке виготовлення), суть яких полягає в пошаровому конструюванні виробів з порошкового матеріалу на основі CAD-моделі, тобто моделі, тривимірна геометрія якої описується у цифровому вигляді за допомогою програм твердотільного моделювання (AutoCAD, SolidWorks, Compas-3D, CATIA, ProE тощо). Наведено основні переваги використання адитивних технологій, зокрема 3D-друку філаментами з вмістом металів. Розглянуто типи 3D-принтерів, які друкують металом. Описано застосування металевих порошків в технологіях 3D-друку. Розглянуто основні характеристики та властивості таких металів титану Ti, нержавіючої сталі SS, алюмінію AL, міді Cu, заліза Fe та сплавів на їх основі, що можуть використовуватися в якості матеріалів чи добавок в адитивних технологіях. Описано переваги їх використання порівняно з традиційними технологіями (лиття, прокатка тощо). Приведено схему технологічного процесу виготовлення виробів галузевого машинобудування методом 3D-друку з композитних ниток з високим вмістом металу. Розглянуто та описано кожний з етапів технологічного процесу. Підібрано металевий порошок з нержавіючої сталі для виготовлення філаменту та досліджено його хімічний склад. Проведено експериментальні дослідження для визначення механічних, теплофізичних та реологічних характеристик полімерних матеріалів, які використовуються для виготовлення монониток для 3D-друку. На основі здійснених досліджень запропоновано використати PLA пластиковий порошок в якості з’єднуючого елементу в філаменті. Спроектовано і виготовлено конструкцію шнека для подачі матеріалу екструзійної машини. Розроблено форму та підібрано матеріал екструзійної головки, яка задає діаметр нитки, що виготовляється. Вибрано 3D-принтер для друку виробів та деталей композитними нитками з високим вмістом металу та здійснено його удосконалення. Проведено експериментальні дослідження зносу насадки екструдера 3D-принтера при контакті з абразивною ниткою.