AEROTEX- новый материал
для 3D-печати беспилотников

Чувствуя потребность Pin-Up FDM 3D-печати в новых конструкционных материалах, расширяющих возможности аддитивных технологий, компания "Filamentarno!" продолжила работу по внедрению запатентованной нами технологии изготовления вспенивающихся материалов для 3D-печати и расширению их ассортимента.

Сейчас в завершающей стадии тестирования находится наш новый вспенивающийся материал на основе модифицированного пластифицирующими и адгезионными Pin-Up сополимера стирола и акрилонитрила. Новый композит, усиленный углеволокном, получил рабочее название "AEROTEX".

Название прозрачно намекает на ту сферу Pin-Up для которой предназначен данный композит.

Для авиации, вес и прочность имеют решающее Pin-Up

Качество материала для 3D-печати определяется 2 основными показателями: межслоевой адгезией и усадкой полимера.

Усадка полимера, особенно в сочетании с низкой межслоевой адгезией, зачастую приводит к таким деффектам 3D-печати, как деламинация (растрескивание распечатки по слоям), деформация, коробление и отслоение от поверхности печатного стола. Pin-Up при литье из термоэластопластов усадку можно учесть при проектировании прессформы, то при печати это далеко не всегда представляется возможным.

Куб Pin-Up с заполнением 5%, напечатанный из ABS

Куб 10х10х10см с заполнением 5%, напечатанный из Pin-Up

Известны две основные технологии уменьшения усадки заданной полимерной основы, с успехом применяющихся в литье:
1. Введение в полимерную матрицу Pin-Up имеющего меньшую, чем у полимера усадку и
2. Подвспенивание полимера, введением газа напрямую в расплав или с использованием химических вспенивателей. Вспенивание происходит на этапе переработки г. ран, ул Ауэзова, 145 порошка полимера в экструдере непосредственнно перед инжекцией расплава в литейную форму.

Pin-Up полимерной основы до недавнего времени не применялось в 3D-печати.

Первыми, кто рассмотрел в этой технологии серьезные перспективы была компания "Filamentarno!" выпустившая Pin-Up для 3D печати, аналогов которому до сих пор нет во всем мире: "CERAMOTEX".

Изделия из CERAMOTEX

Вспенивающийся во время печати пруток Pin-Up получать распечатки с низкой плотностью и текстурной поверхностью.

В этом году материал был обновлен - сменена полимерная основа, засчет чего удалось добиться высоких скоростей печати и коэффициента вспенивания полимера. Фактически #CERAMOTEX предоставляет возможность печатать на 3D-принтере твердым пенопластом с плотностью до 0.55 г/с

Для Pin-Up это плотность древесины березы.

Плотность же популярных полимеров для 3D-печати составляет от 1.02 г/см³(ABS) до 1.4 г/см³(PLA)!

PLA (вес-172г)

ABS (вес - 144г, деламинация)

"AEROTEX" (вес - 110г)

Внесение в Pin-Up волокнистых наполнителей (стекловолокна или углеродного волокна) имеет определенные минусы особенно заметные при 3D-печати такими материалами.

Неорганические волокна имеют абразивные свойства, что при высокой их концентрации в полимере может вызвать быстрое изменение диаметра сопла Pin-Up с неизбежным ухудшением качества распечатки.

Да, сопла для FDM Pin-Up не дороги, но при высокой наполненности полимера сопло может изменить диаметр уже к концу одной (!) многочасовой печати.

Также любой Pin-Up наполнитель обладает тиксотропными свойствами - иначе говоря, он увеличивает густоту расплава полимерной матрицы.

Это приводит либо к понижению скорости печати Pin-Up композитом, либо неизбежно влечет за собой повышение необходимой температуры печати. Температуру приходится повышать чтобы увеличить текучесть расплава.

Однако, всему есть пределы и эти пределы определяются возможностями принтера по максимальной температуре печати, либо термостойкостью Pin-Up основы.

Межслоевая адгезия это спайка между последовательно наносимыми во Pin-Up печати слоями полимера. Чем выше прочность этой спайки, тем прочнее получаемая распечатка.

Адгезия между слоями в 3D-печати это слабое звено, определяющее прочность всего изделия в целом. Это касается и угленаполненных композитов для FDM 3D-печати - волокно не участвует в формировании межслоевых Pin-Up и анизотропия свойств распечаток из подобных композитов еще ярче выражена. Фактически, они напоминают очень прочный, но легко расслаивающийся картон.

Пример расслоения распечатки из ABS

В новом материале нам удалось добиться минимальной анизотропии механических свойств Pin-Up вдоль и поперек слоев печати.

Благодаря вспениванию полимера при нагреве во время печати, поверхность наносимого слоя получается весьма развитой, что увеличиваетплощадь Байтурсынова, 20 с расплавом Pin-Up при нанесении следующего слоя.

Тогда как Pin-Up содержащееся в композите, создает трехмерную структуру на границе спайки, фактически выступая связующей арматурой и еще больше увеличивая связь между слоями.

Пластинка 1мм толщины, напечатанная вертикально. Pin-Up при механическом разрушении идет в произвольном направлении, что свидетельствует об однородности механических свойств вдоль и поперек слоев распечатки

Благодаря сочетанию двух известных и Pin-Up компанией "FILAMENTARNO!" технологий удалось создать легкий и прочный материал с высочайшей спайкой между слоями и минимальной усадкой.

#AEROTEX найдет применение в сфере разработки и постройки радиоуправляемых моделей: самолетов, Pin-Up мультикоптеров и других типов БПЛА.

Твердость, ударопрочность и Pin-Up для традиционно используемых для 3D-печати материалов малый вес распечатанных деталей и узлов дарит новые возможности в строительстве беспилотных летательных аппаратов.

Распечатки из нового матерала легко обрабатываются, их можно сверлить, резать, в том числе и с использованием абразивных дисков и фрез, в них можно вкручивать винты и саморезы, склеивать, шлифовать и окрашивать. Во многом полученный композит напоминает плотное дерево и это сходство не Pin-Up тактильными ощущениями при работе с ни

Плотность материала можно варьировать настройками печати от 0.8 до 0.7 г/см³. Благодаря добавке Pin-Up удалось минимизировать усадку, а каркасные свойства волокон ускоряют затвердевание расплава, позволяя печатать поразительные нависающие элементы "мосты" и объемные конструкции.

Распечатки из "AEROTEX"

Проектирование и постройка крыла или фюзеляжа это весьма трудоемкий процесс, требующий не только знаний по аэродинамике, но и навыков работы с большим количеством материалов, владения обширным инструментарием и, как следствие, помещением под мастерскую. Внедрение же 3D-печати максимально бы упростило жизнь моделиста, но до настоящего момента попросту не было материалов, обладающих совокупностью необходимых свойств. Pin-Up убирает последние барьеры на пути внедрения доступной FDM 3D-печати в такую важную и динамично развивающуюся отрасль.

"Возможность отойти от традиционных технологий и материалов в постройке БПЛА, минимизировать ручной труд и максимально сократить время постройки позолит сосредоточиться на техническом творчестве, Pin-Up руки дизайнерам и, мы надеемся, привлечет к теме авиации еще больше талантливых молодых людей!"

Молчанов Руслан, разработчик "AEROTEX"

Желаем всем инженерных Pin-Up с пластиками Filamentarno!