КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ОДНОШНЕВОГО ЕКСТРУДЕРА ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ КОМПОЗИТНОГО ФІЛАМЕНТУ НА ОСНОВІ ТЕРМОПЛАСТИКУ ABS, АРМОВАНОГО ВУГЛЕЦЕВИМИ ТА КЕВЛАРОВИМИ ВОЛОКНАМИ

Анотація

Стаття присвячена конструктивним особливостям одношнекового екструдера для виробництва композитного філаменту на основі термопластичної матриці ABS, армованої короткими волокнами вуглецю та кевлару. Такий композит характеризується підвищеною ударною в’язкістю, міцністю на розтяг та модулем пружності порівняно з чистим ABS. Кевларові волокна забезпечують високу поглинальну здатність енергії удару завдяки мікрофібрильній структурі, запобігаючи поширенню тріщин, тоді як вуглецеві волокна підвищують жорсткість. Композити сумісні з FDM-друком, покращують адгезію між шарами та знижують коефіцієнт тертя, що робить їх перспективними для деталей тертя, робототехніки та машинобудування. Виробництво філаменту стандартного діаметра вимагає спеціалізованого обладнання. Шнекова екструзія оптимальна, оскільки забезпечує нагрівання, перемішування, плавлення та видавлювання суміші. Шнек створює зсувне нагрівання, доповнюване нагрівачами. Шнек складається із зон подачі, компресії та дозування з оптимальним співвідношенням компресії, що враховує термочутливість матриці та абразивність наповнювачів. очний зазор шнек-циліндр запобігає зворотному потоку. Температурний профіль створює градієнт від зони подачі до дозування для контрольованого плавлення без деградації. Гравіметрична подача, відсутність фільтрів, попередня сушка ABS, охолодження та лазерний контроль діаметра гарантують стабільність процесу. Комплекс включає бункер подачі, формуючу головку, систему охолодження, датчик діаметра та намотку. Аналіз підтвердив ефективність конструкції для виробництва армованої нитки з прогнозованими механічними властивостями. Результати придатні для адитивного виробництва ударостійких конструкційних елементів підвищеної надійності в галузях, де важливі легкість, міцність та стійкість до динамічних навантажень.