Качество упрочняющей пропитки 3D-печатных деталей сельскохозяйственной техники

Отметили, что уровень механических свойств полимерных изделий, изготовленных с помощью традиционных технологий, выше, чем деталей, изготовленных 3D-печатью. Показали актуальность исследования различных способов упрочнения 3D-печатных изделий, например способа вакуумной пропитки в эпоксидных компаундах. (Цель исследования) Определить зависимость качества пропитки 3D-печатных деталей сельскохозяйственной техники от вязкости выбранного пропиточного эпоксидного компаунда. (Материалы и методы) Изменяли вязкость пропиточного эпоксидного компаунда, добавляя разбавители – ацетон и ДЭГ-1. Для измерения вязкости компаунда использовали ротационный вискозиметр. В качестве объектов пропитки выбрали шестерню привода магнето пускового двигателя трактора МТЗ и опору пальцев шнека жатки John Deere. Детали изготовили на 3D-принтере, работающем по технологии FDM. После пропитки проводили резку изделий в определенных сечениях для оценки наличия непролитых областей. Оценили количество смолы, затвердевшей на поверхности изделий. (Результаты и обсуждение) Установили, что ацетон снижает вязкость в 2 раза эффективнее, чем ДЭГ-1. Поскольку стоимость ацетона меньше, последующие эксперименты проводили на нем. Для пропитки деталей сельскохозяйственной техники выбрали три уровня вязкости: высокий, соответствующий исходной вязкости эпоксидного компаунда 16 паскаль-секунд; средний – 8,8 паскаль-секунды, соответствующий введению 0,5 процента (по массе) ацетона; низкий – 6,5 паскаль-секунды, соответствующий введению 1,5 процента (по массе) ацетона. Выявили, что изделия, пропитанные компаундами с высокой и низкой вязкостью, содержали много пор в сечениях и большое количество компаунда на поверхности. (Выводы) По результатам пропитки определили лучшую композицию – с вязкостью эпоксидной смолы 8,8 паскаль-секунды, что соответствует содержанию 0,5 процента (по массе) ацетона. Доказали, что повышенная вязкость компаунда не позволяет ему эффективно проникать внутрь детали, при низко

1. Дорохов А.С., Старостин И.А., Ещин А.В. Перспективы развития методов и технических средств защиты сельскохозяйственных растений // Агроинженерия. 2021. N1(101). С. 26-35.

2. Дорохов А.С., Свиридов А.С. Применение аддитивных технологий при техническом сервисе садовой техники // Агроинженерия. 2020. N6(100). С. 39-44.

3. Лопатина Ю.А., Свиридов А.С., Плохих А.И. Оценка возможности применения 3D-печати филаментом из вторичного сырья для изготовления деталей сельскохозяйственных машин и оборудования // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2019. N10. С. 58-64.

4. Свиридов А.С., Тужилин С.П., Лопатина Ю.А. Использование цифровой 3D-фермы в ремонтном производстве сельскохозяйственной техники // Технический сервис машин. 2019. N1(134). С. 93-99.

5. Лопатина Ю.А. Применение 3D-печати методом FDM при ремонте машин и оборудования // Технический сервис машин. 2019. N3(136). С. 40-45.

6. Краснящих К.А., Свиридов А.С. Применение быстрого прототипирования в АПК на примере опор скольжения // Наука без границ. 2018. N2(19). С. 51-55.

7. Berretta S., Davies R., Shyng Y.T., Wang Y., Ghita O. Fused Deposition Modelling of high temperature polymers: Exploring CNT PEEK composites. Polymer Testing. 2017. Vol. 63. 251-262.

8. Caminero M.A., Chacón J.M., García-Moreno I., Rodríguez G.P. Impact damage resistance of 3D printed continuous fibre reinforced thermoplastic composites using fused deposition modelling. Composites Part B: Engineering. 2018. Vol. 148. 93-103.

9. Caminero M.A., Chacón J.M., García-Moreno I., Reverte J.M. Interlaminar bonding performance of 3D printed continuous fibre reinforced thermoplastic composites using fused deposition modelling. Polymer Testing. 2018. Vol. 68. 415-423.

10. Гончарова Ю.А. Исследование механических свойств композиционного материала на основе 3D-печатных каркасов, наполненных полимерным компаундом // Агроинженерия. 2022. N34. C. 65-70.

11. Filippova A.V., Lopatina Y.A., Sviridov A.S. Study of the tensile strength of a polymer composite material based on abs-plastic and impregnated in epoxy resin with different types of hardener. Journal of physics: conference series. 2021.012015.

12. Лопатина Ю.А., Денисов В.А. Исследование пористости композитных конструкций на основе 3D-печатных каркасов, пропитанных эпоксидной смолой // Технический сервис машин. 2021. N1(142). С. 131-139.

13. Lopatina Y.A., Slavkina V.E. Development of a high strength polymeric composite material using 3D-printing and vacuum impregnation technology. IOP Conference series: materials science and engineering. 2020. 012019.

14. Lopatina Y.A., Filippova A.V. Research of composition porosity based on 3d-printed frames and impregnated with epoxy resin. IOP Conference series: materials science and engineering. 2020. 012031.

15. Dev S., Srivastava R. Experimental investigation and optimization of FDM process parameters for material and mechanical strength. Materials Today: Proceedings. 2020. 26.S2214785320311901.

16. Воробьев А. Эпоксидные смолы // Компоненты и технологии. 2003. N8(34). С. 170-173.

17. Мараховский К.М., Осипчик В.С., Панова Д.Н., Горшкова Е.А., Бичевий Л.С., Повернов П.А. Кинетика отверждения эпоксиноволачных связующих, модифицированных ДЭГ-1 // Клеи. Герметики. Технологии. 2019. N1. С. 17-21.

18. Махин М.Н., Терехов А.В., Дмитриев Г.С., Махина Д.Н., Занавескин Л.Н., Хаджиев С.Н. Композиционные материалы: свойства полимерной матрицы на основе эпоксидной смолы и моноэпоксидного разбавителя – глицидилового эфира п-трет-бутилфенола // Журнал прикладной химии. 2018. N5. С. 749-754.