СУЧАСНИЙ СТАН ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ КЕВЛАРОВИХ (АРАМІДНИХ) ВОЛОКОН У ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИТАХ ДЛЯ 3D-ДРУКУ

Анотація

Актуальність застосування кевларових (арамідних) волокон у полімерних композитах для технологій 3D-друку зумовлена необхідністю створення високоміцних, легких та ударостійких конструкцій, які здатні працювати в умовах циклічних і динамічних навантажень. З огляду на стрімкий розвиток екструзійних технологій адитивного виробництва (FFF/FDM) зростає потреба у використанні композитних матеріалів із підвищеними експлуатаційними характеристиками, які неможливо забезпечити традиційними термопластами. Кевларові волокна вирізняються високою питомою міцністю, низькою густиною, термостійкістю, стійкістю до втоми та здатністю ефективно поглинати енергію удару. Тому вони розглядаються як один із найперспективніших армуючих компонентів у структурі полімерних композитів для 3D-друку. У статті проаналізовано сучасний стан розроблення та застосування полімерних композитів, армованих рубаними та безперервними кевларовими волокнами, розглянуто особливості міжфазної взаємодії волокно–матриця, технологічну сумісність з ABS, ASA, поліамідами, технічними термопластами та інженерними полімерними системами, а також проаналізовано механічні, трибологічні та експлуатаційні характеристики кевларових композитів. Окрему увагу приділено розгляду комерційних матеріалів, лабораторних досліджень та новітніх технологічних рішень у сфері FDM/FFF-друку з армуванням арамідним волокном. Показано, що існуючі промислові філаменти здебільшого містять короткі волокна, у той час як технології введення безперервних кевларових ниток залишаються обмеженими. Узагальнено перспективні напрями розвитку: створення гібридних композитів, використання коекструзійних технологій, розроблення гранульованих сумішей (pellet-based composites) та оптимізація орієнтаційної структури волокон для підвищення міцності 3D-друкованих деталей.