Исследование проведено при поддержке Российского научного фонда.
Полиамид 12 и аддитивные технологии
Для производства деталей из полиамида 12 часто применяют селективное лазерное спекание — метод 3D-печати, формирующий объекты послойным сплавлением порошка. Технология позволяет создавать легкие решетчатые конструкции повышенной прочности, востребованные в авиастроении для обшивки салонов, корпусов БПЛА и элементов подшипников.
Повышение надежности материалов
Несмотря на устойчивость к усталостным нагрузкам, спеченные детали иногда демонстрируют хрупкость из-за микропор. Решением стало внедрение армирующих элементов: стеклянные волокна и шарики в составе порошка усиливают структуру, улучшая механические свойства изделий.
Эксперименты с композитами
Специалисты Пермского Политеха под руководством Михаила Ташкинова провели серию тестов, изучив влияние формы стеклянных частиц и ориентации печати. Образцы с добавлением волокон и шариков сравнивали с чистым полиамидом, проверяя их на растяжение, ударную вязкость и другие параметры.
Ключевые результаты испытаний
– Стеклянные шарики повысили жесткость, но снизили ударопрочность на 15-20%, — отмечает Михаил Ташкинов. — Чистый полиамид без наполнителей показал лучшую пластичность, а неравномерное распределение волокон ухудшило большинство характеристик.
Роль ориентации печати
Горизонтальное расположение слоев увеличило прочность деталей на 23-44% благодаря равномерному распределению нагрузки. Этот фактор стал решающим при проектировании ответственных узлов для аэрокосмической техники и медицинских протезов.
Перспективы для промышленности
– Выбор материала зависит от эксплуатационных условий, — подчеркивает Илья Виндокуров. — Стеклонаполненные композиты идеальны для корпусов электроники, а чистый полиамид 12 — для ударопрочных элементов. Наши наработки открывают новые горизонты для аддитивных технологий в высокоточных отраслях.
Исследование подтвердило: регулируя состав и параметры печати, можно создавать детали с заданными свойствами. Это значительно расширяет возможности применения 3D-печати в инженерии и машиностроении.
Источник: naked-science.ru
