На пути к большому принтеру. Часть первая – армирование изделий из пластика.

Подписаться на 3Dtoday
MexaLbl4
Идет загрузка
Загрузка
26.12.17
7140
62
печатает на Prusa i3 Steel
RepRap
63
Доброго времени суток кафедре аддитивных технологий! Здравствуйте, коллеги!:)

Сразу после постройки Прюши мне захотелось построить принтер побольше, а заодно и провести пару экспериментов, поэтому этим постом я бы хотел начать делиться наблюдениями и параллельно вести рассказ об изготовлении принтера 400х400х400 конструкции «По-своему» :)

Большой помощник уже начал свое перерождение из виртуального зародыша в кучку составных частей.
Зарисовочку прилагаю:
593db1b92cc7a6f7aeda2ea55b110ab0.jpg
Более 100 часов печати и 4кг пластика ушло на детали для нового принтера, но в это время я не мог спокойно спать ночами в надежде наблюдать красочные рендеры радужного бреда в моем подсознании. Считал овечек, коров, цветочки, слои и периметры…не уснуть…
Мысли о прочности не покидали мою голову…как же заставить детали быть прочными и вдоль и поперек? Чем скрепить слои после печати? Изотропность, где ты?!
PREVIEW
Многообещающая картинка, правда?))) Конечно, я слегка перегнул палку...наверное...:)

Идея пришла не быстро, но была очевидной – армирование.
Очень сомневаюсь, что эта мысль рухнула с неба полностью или частично лишь ко мне в голову, поэтому предвещаю много полезных комментариев )

Рынок постепенно наполняется супер-мега-крутыми материалами с улучшенными характеристиками, стекло- и угле-наполненными…впечатляет, но не сильно.
Есть один нюанс – я печатаю ABS (само собой GREG), меня всё устраивает, цена тоже, без опасений делаю из него детали для автомобилей и тьфу-тьфу-тьфу, он меня не подводит.
Так же многие из нас выбирают одного производителя, один материал и печатают зачастую только им…тратить лишние финансы на пробы желания нет, зато есть желание выжать из любимого филамента всё, что он может…об этом и поговорим)

Не буду томить лирикой – к делу перейдем.
Армирование - способ увеличения несущей способности конструкции материалом, имеющим повышенные прочностные свойства относительно основного материала изделия. (из Википедии)

Для себя выделил три способа усиления деталей:
- Саморезно-болтовое армирование (или использование металлического сердечника)
- Сегментирование (не относится к армированию, но сопряжено с ним)
- Композитное поверхностное армирование

Разберем по порядку полёт моей фантазии :)

Саморезно-болтовое армирование – интеграция металлических элементов в конструкционно-важные части изделия. Требует соответствующей подготовки модели.

На фото несколько примеров такого армирования. В потенциально слабых местах предусмотрены отверстия под арматуру. Результат – увеличение прочности на разрыв или излом. По умолчанию вся арматура дополнительно вклеивается на эпоксидную смолу. Тройники для квадратных труб решил усилить алюминиевыми трубками.
248536942d22d2ff50e534ad80723147.jpg
4e12e48bf52cd167a358b00c49bad368.jpg
d6bda09a47f4352d4f8b7f66fcc724d1.jpg
Далее Сегментирование – печать элементов изделия в положениях с заведомо максимальными прочностными характеристиками и дальнейшее их соединение. Так же требует предварительной подготовки модели и правильного размещения на печатной платформе.
Кронштейны перекрещивающихся труб, скобы которых при таком способе изготовления не разлетятся по слоям при стяжке оных болтами.
Так же очень уместно саморезное усиление и склеивание(смола, клей, ДХМ и прочие)
1404ee7ea1583e25f7bf701242c06451.jpg
32157d03fa1444cba5969411caa1fdf9.jpg
00c79612b3db0af412726713f45d375c.jpg
582ebea04f817be35cab2c25fb7fffcc.jpg
А вот на третьем способе армирования я бы остановился подробнее.

Допустим не всегда можно вкрутить саморез, не всегда сегментировать деталь для достижения прочности по всем осям, но можно применить внешнее покрытие, которое будет компенсировать разрыв слоев или брать основную нагрузку на себя.
В ремонте кузовных элементов грузовиков я часто применял стеклопластик для увеличения прочности места ремонта и никогда этот способ не подводил…А что если уменьшить масштаб этого приёма до размера отпечатка 3d-принтера?

Из материалов я выбрал стеклоткань плотностью 118 г/м2(до 400 вполне удобно работать) и эпоксидную смолу.
Поскольку использование полиэфирных смол – процесс далеко не ванилькой пахнущий, да еще и продолжающий выделять токсины в процессе эксплуатации, поэтому я затарился вкусняшками и поехал в компанию Интрей за советом. После тёплой беседы за чашечкой кофе выяснилось, что есть хорошая эпоксидная смола, которая после полимеризации полностью безопасна и даже при нагревании не будет выделять всякую каку. Великолепно! Беру на розлив ведёрко и мчусь в мастерскую!)
Цена системы смола+отвердитель – чуть больше 1 тыс.руб., на выходе - 1,3 кг состава. Время жизни 90 минут, полимеризация – сутки(в идеале) при комнатной температуре, можно дополнительно провести постотверждение при 60 градусах в течение хотябы часа(у меня детали постоянно лежат на батарее отопления).
Смола имеет лёгкий запах, а отвердитель ощутимо отдает нашатырем.

В этой части повествования оставлю предупреждение:
Химота и в Африке химота, поэтому перчатки, очки, респиратор с угольными и пылевыми фильтрами, а так же защитная одежда и вытяжка – залог безопасности Вашего здоровья! Как бы не была безопасна смола в отвержденном состоянии, в сыром же виде – Фу, кака! Это же касается растворителей, красок и прочей фигни, не похожей на чистый воздух.
Не надо смотреть на мои голые руки в кадре – это потому, что я иногда спешу и бежать за перчатками когда они внезапно закончились, просто нет времени.
В общем желательно выглядеть как этот товарищ))))
53378cceb88cbaa47f66c129654dc1a8.jpg
Теперь к делу:
Иметь необходимые материалы – мало…нужно их суметь применить.
Стеклоткань зараза капризная и не особо любит острые углы, а так же много разных переходов высоты, поэтому для начала мне пришлось придумать легко повторяемый способ фиксации ткани на поверхности(вакуум бы помог, но его нет), а затем уже вещать о результатах Вам, дорогие коллеги)
Наблюдая за поведением ABS в процессе работы – совсем не сложно заметить, что он становится липким при смачивании ацетоном(и не только), что в данной ситуации невероятно полезно.
В качестве показательной – выберу одну из самых сложных деталей и постараюсь объяснить ход работы.
Отрезав кусок стеклоткани с запасом, выберем плоскость «начала» и приложим лоскуток.
f3c2fbb23508e64c633aeca776b29e52.jpg
d13aa0d07d9bc9ffa44ec0f3c9d76acd.jpg
Слегка смачивая ацетоном пластик под тканью либо саму ткань, немного прижимаем и тем самым фиксируем ткань на плоскости.
a746e22251bce5483375fafd398d28a3.jpg
Затем этим же способом продвигаемся дальше, стараясь максимально ровно уложить и «приклеить» ткань по всей поверхности детали.
9e082fbfd99fe4ce1277016c1b0d9bc0.jpg
6698ec3255bda95d49cca7ae8a9ac1ba.jpg
0af4daba833a26071d3d45407aefacb3.jpg
В данном случае было удобно останавливаться в углу, но резать ткань ножницами не всегда удобно, поэтому придумал лайфхак – наждачкой 180 или 240 в одном направлении(на фото – сверху вниз) как бы шлифуем угол и ткань благополучно «срезается».
6991c5d4c2c234c0e907dc28ac482d85.jpg
Не скажу, что сделал всё правильно…не все углы перекрыты тканью, лучше было бы завернуть ткань на другую плоскость и придать «корочке» целостность…не судите, я лишь хотел усилить слои детали, а Вы уже в праве проявить фантазию по своему усмотрению)

Еще один момент с которым я столкнулся – ткань иногда слишком сильно пропитывалась пластиком. Это плохо, ибо тогда не будет места для смолы и она плохо впитается. Поэтому взял вискозную салфетку, 646 растворитель и протер плоскости…попытка удалась и пятен стало меньше(деталь справа), а значит и смоле будет проще)
1c62857a34fd22783f8cc5582061681f.jpg
Кому лень читать - анимашка:
Нюанс – эпоксидная смола не растворяет пластик, поэтому есть проблемы со смачиванием стеклоткани. Если детали будут работать на улице и Вы решите использовать полиэфирную смолу, то смачиваемость должна быть лучше, адгезия к ABS будет превосходной, но так же есть вероятность отлипания ткани от заготовки в «проблемных местах». Способ требует экспериментов.

Я обязан упомянуть еще один метод:
Если нанести тонким слоем смолу на деталь и дать ей схватиться до сильно липкого состояния, то можно приклеить стеклоткань на смолу, а после отверждения – окончательно пропитать. Подобным образом покрывают карбоном детали авто в декоративных целях.
Я не стал так делать, ибо моя смола хоть и схватывалась, но из-за слишком долгого времени жизни – оставалась медленно-вязкой и отпускала ткань на изгибах. Надо попробовать прикупить такую же, но «быструю» смолу, ибо таковая тоже имеется.

Едем дальше.
Когда все детали одеты в рубашки из стекловолокна – приступим к покрытию смолой.
Разводим состав 10:3 смола+отвердитель, хорошо смешиваем и наносим тонким слоем, без избытка, чтобы ткань лишь пропиталась смолой.
Чтобы смола стала менее текучей и не стекала с детали, можно подождать пока она наберет густоту и затем наносить. Я наливал в чашку горячей воды и ставил в нее стаканчик со смолой минут на 10, затем давал остыть и где-то через час смола становилась довольно густой(в мастерской 18-20 градусов тепла). Если размазывать смолу стало тяжело – не страшно, просто работать уже нужно быстрее: ляпнуть смолы на поверхность, слегка нагреть пламенем зажигалки или феном, чтобы текучесть временно вернулась, и быстренько распределить. Мне показалось, что смола становится более хрупкая после сильных тепловых процедур…надо быть аккуратнее.
Дабы привыкнуть к данному материалу мне хватило несколько вечеров, так что сначала проведите тесты и уже потом в бой.
На анимашке видны светлые пятна слабо пропитанной ткани – это и есть проблема впитывания растворенного пластика, убрать который удалось не до конца. Согласен, способ не идеален, но я думаю скоро мы найдем верный путь)
Например если нанести клей БФ-19 на пластик, нагреть феном и приклеить на него ткань, то в последствии она пропитывается намного лучше. Это был лишь эксперимент из подручных средств, но всё же дал результат.

Секунда приятного:
Поскольку детали каретки X/Y я печатал позже, а к тому моменту у меня остались огрызки «тёмной материи», значит не грех и с карбоном побаловаться) Тем более – эта смола изначально заточена под изготовление углепластика)
2711aa79568de1235c083527b3be08f4.jpg
Чую, после шлифовки и полировки коряво красиво будет))

Ладно, детали отвердели, затем еще пару раз покрыты смолой в качестве грунта(забываю сделать фото), остается лишь зашкурить и покрасить, одним словом – придать нормальный вид) Как это делается уже описано в десятках постов на портале, поэтому не буду повторяться)

А чего же распинаешься-то? Ну облепил детальки, ну букав много написал, а как нам знать, что оно работает? – видимо, такие были бы вопросы, если бы пост закончился на предыдущем абзаце)))

И в подтверждение теории для самого себя и для Вас, коллеги – напечатал три трубки для тестов.
Материал ABS GREG, слой 0,2, сопло 252, стол 110, толщина стенки получилась 4 периметра соплом 0,4.
Слой 0,15 конечно дает лучшую спекаемость, но все детали принтера я печатал именно с этими параметрами)
Одну трубку оставим как есть, вторую – сгладим дихлорэтаном, а третью – армируем)
Теперь берем прибор, который может показывать лишь скорость течения воды на Марсе, поэтому будем наблюдать количество марсианских попугайчиков, исходя из которых увидим(наверное) разность нагрузок, при которых наши трубочки сломаются.
В итоге имеем:
617869fd348a6d45d1f4e8aa3d4338e9.jpg
Понятное дело, что стеклоткань, имеющая отличную прочность на разрыв, показала максимальный результат. А вот стоит ли так надеяться на увеличение прочности изделий после обработки химией – остается под вопросом. Хотя даже эти образцы ломать было весьма больно рукам.

Мне в этом всем больше нравится ощущение дополнительной прочности изделий, а как будет дальше – напишу в следующих постах о постройке нового принтера)

Зачем это нужно? Перспективы метода? Их наверное много:
- Квадрокоптеры(и не только) – лучи и корпуса могут стать намного прочнее.
- Полые фигуры обретут более прочную скорлупу.
- Силовые элементы печатных конструкций имеют все шансы не уступать литым по прочности.
И еще множество разных направлений, о которых мы узнаем, когда наши коллеги их придумают и покажут нам)))

Это был первый шаг)
Большая благодарность производителю GREG за предоставленный для проекта пластик, а так же компании Интрей, которая всегда поможет советом и порадует самыми современными материалами для производства композитных материалов)

PS
Не считаю данный пост чёткой инструкцией или призывом к действию, а лишь делюсь полученным опытом.
Рассмотрен только отдельный способ изготовления гибрида ABS+композит, где акцент падает на способ покрытия сложных поверхностей стекловолокном.
Использование стекломата и более плотных тканей на больших деталях, покрытие полиуретаном, вплавление металлических сеток – бесспорно действенные приемы и должны быть рассмотрены в отдельных постах.

За сим откланяюсь, всем здоровья!
Подписаться на 3Dtoday
63
Комментарии к статье

Комментарии

26.12.17 в 07:09
2
Ну со стеклотканью заморочились конечно) очень трудоёмко всё) Но если это всё, как говорится, в удовольствие, то почему бы и нет.
Ну и на данном этапе всё выглядит очень даже здорово. Про армирование пластика идея очень хорошая, в деталях много продуманных мелочей по стыковке, вообще виден подход не на скорую руку. Тут главное чтоб интерес не пропадал) а то может превратится в долгострой из за трудоёмкости.
На счёт армирования тоже эксперементирую сейчас с держателями линейных подшипников, только использую листовой алюминий Д16, интересно что выйдет.

P. S. По поводу прочности деталюшек - тестить всё таки наверное нужно было не на излом, а на прогиб. В принтере всё же нужна жёсткость конструкции, а потом уже прочность.
26.12.17 в 13:59
0
Благодарю за ответ)
Очень хотелось озадачиться каким-нибудь противоречивым делом, поэтому энтузиазм есть)
Долгостроем он и является, но закончен будет полюбому, ибо эксперименты некоторые можно завершить лишь после запуска, так что выбора нет) Тем более все комплектующие уже закуплены)

Согласен, прогиб важен больше. В конструкции более-менее предусмотрел места максимальных нагрузок, но и возможность дополнительного усиления не исключаю, там везде можно будет добавить если что)
26.12.17 в 08:11
2
Дамс... какая дичь. Поспрашивайте любого владельца кубойда, где у них слабые места. Да даже дельтовод любой скажет. Проблема в диагональных степенях свободы. КОторую вы вот таким:
aaad1fb5c1a37972b2fb71e7e12820ae.jpg

Ну ни как не обеспечите. Армирование - это всего лишь увеличение жесткости на разрыв. Вам же надо делать уголкирование ))) Во все углы предусмотреть диагональные раскосины, может даже в 3-м сторонам вообще от угла до угла даже проволочное натяжение. Ибо на такой высоте основание принтера будет стоять вкопаноЮ, а вот его верхушка на скоростях уже 60-80мм/с будет болтаться как каранадаш в стакане. Тем более если за основу вы взяли алюминевый профиль (квадратный, круглый). Это вообще по своей природе мягкий материал.
Ну а дальше стеклоткань... не будет там таких нагрузок которые возьмет на себя стеклоткань. Вы в курсе что после высыхания она все равно прогибается, тем более один слой. По идее надо делать в основании стола доп балки, на которые можно будет упереть скажем винты и валы для стола. Что бы не было проседания. Без обид:
Дурная голова рукам покоя не дает
26.12.17 в 09:06
2
Да по-моему все уже давно пришли к тому, что ключевые узлы в принтере должны быть стальные, а не хэндмейд из пластика.
26.12.17 в 09:15
2
Ну... не совсем верно. Просто нужно обеспечить достаточную надежность в нужных местах приложенную к нужному вектору силы. У меня тарантул на пласткике весь. И ни чего. 40мм/с норм печатает. Просто толщины и прочего везде с запасом. А вот по Z он же гуляет. Ибо не хватило по итогу усилия на верхних уголках. Все ни как не сделаю подставку с шариком под винты. Но де, конечно мебельный уголок литой тут бы был куда более к месту. А вот напечатать вставки пластиковые с гайками внутри для удобного закручивания, это конечно бы. Но и все равно, на такие размеры (напомню 400*400*400 вроде бы как) без диагональных стяжек и расскосин ну совсем ни как. Тем более на тонком люминевом профиле. Я тут проектор крпеление на стенку делаю. Так вот профиль квадратный, 2мм стенка. 20 по пол метра и между ними вставка для регулировки длины вылета 15-я труба тоже с 2мм стенкой. И вот на 1м не гуляет, а вытяну на максимальные 1.6 метра, уже свободный ход ощущается руками.
27.12.17 в 08:07
0
без диагональных стяжек и расскосин ну совсем ни как. Тем более на тонком люминевом профиле.
пора ставить стакан с водой на верх и запускать печать, спасибо за идею нового поста ;)
27.12.17 в 08:11
0
Спасибо в кровать не положишь )
27.12.17 в 10:19
0
отсыплю плюсиков, если мой сопливый прюше-куб будет трястись аки холодец ;)
27.12.17 в 10:21
0
А его будет. Уверяю. даже дрыгостолы в оригинале после укрепления портала шпильками к столу под углом дает ощутимый результат.
26.12.17 в 13:39
1
Дичь несусветная)))) Иначе не интересно было бы делать))) На то она и дурная...голова)
Премного благодарен замечанию)
Однажды в голову прилетели мысли разного характера, которые неистово требуют экспериментов, так и родился этот проект) Даже если ничего не выйдет - один фиг весело)
Первая картинка не блещет изысками по жесткости, ибо лень было их туда лепить))
После сборки каркаса и оценки сопливости конструкции - начну усиление, это обязательно) Но об этом хотел писать позже)
26.12.17 в 08:23
2
Интересная статья, плюсую...
Вот только после прочтения остались некоторые вопросы:
1) А что мешает вместо эпоксидки использовать ABS-джус?
2) А почему автор не рассмотрел вариант армирования изнутри стеклопластиковой арматурой? Вставлять в пазы, заранее смоделированные, и заливать эпоксидкой.
26.12.17 в 13:29
3
Очень хороший вопрос, спасибо)
Джус испытывал, работает) Из результатов выделю два: отсутствие адгезии АБС к стеклу и отсутствие возможности создания твердой "корочки", которая может быть полезна. Тоесть пластик как бы заполняет стеклоткань, но полноценным связующим быть не сможет.

Думал и об арматуре) На практике же калёный саморез даст намного бОльшую жесткость конструкции нежели арматура такого же сечения.
Но для упругих конструкций - очень хороший вариант, где надо выдержать изгиб и не "запомнить" его)
26.12.17 в 08:45
1
Неплохая статья.
Но некоторые мысли не совсем правильные.
Во первых: сама идея "приклеить" непропитанную стеклоткань ацетоном к детали ошибочна. Вот Вы и получили следы пластика в ткани. Нужно сначала начерно вырезать кусочек стеклоткани. отдельно пропитать смолой и в пропитанном виде разложить на детали.
Во вторых: стеклоткань для эпоксидки имеет светло бежевый цвет- у вас она судя по фото белая. Могут быть проблемы с прочностью. И белесые следы на пропитанной стеклоткани- скорей всего из-за неподходящего замасливателя который содержится в стеклоткани. Качественно пропитанная стеклоткань становится полностью прозрачной, белесых следов и сетки видно не будет.
В третьих: метод "Если нанести тонким слоем смолу на деталь и дать ей схватиться до сильно липкого состояния, то можно приклеить стеклоткань на смолу, а после отверждения – окончательно пропитать. Подобным образом покрывают карбоном детали авто в декоративных целях" - не сработает.
Стеклоткань- это не карбон. Карбон поставляется уже отмытый от замасливателя, а зачастую уже пропитанный спец средством для улучшения пропитываемости (о препрегах тут даже уже не упоминаю- другая тема) . Пропитать ткань таким образом качественно- не выйдет, будет много плохо пропитанных участков.
26.12.17 в 09:31
2
стеклоткань для эпоксидки имеет светло бежевый цвет
Который получается при отжигании обычной (ворованной со стройки :) ) стеклоткани для удаления следов парафина.
Сперва приятный белый дымок, потом лёгкое пожелтение.
26.12.17 в 11:07
0
Ошибаетесь.
Она уже производится такая- там пропитка не парафиновая (а пропиток для стеклоткани существует несколько: для полиэфирки, для эпоксидки, универсальная, технологическая - белая- это технологическая пропитка, общего назначения.)
После отжига, произведенного качественно, стеклоткань может остаться вообще белой (правда отжигать так- надо уметь и иметь набитую руку).
Вообщем- учите матчасть. Армирование стеклопластиком - а полезли именно в эту область, весьма непростая тема.
26.12.17 в 12:33
2
Ещё раз:
стеклоткань для эпоксидки имеет светло бежевый цвет
Вам ,как человеку владеющему матчастью, наверное несложно будет скинуть ссылку на торговую позицию "стеклоткань для эпоксидки".
Не обязательно даже светлобежевого цвета :)
26.12.17 в 13:52
2
В продаже ни один даун не напишет "стеклоткань для эпоксидки, он напишет конкретную техническую марку, которая неспециалисту ничего не даст.
Например, универсальный замасливатель ГВС9- подходит и для полиэфирки и для эпоксидки. Встречается часто.
Замасливатель № 76 - аминосилан- хорошо идет с эпоксидкой, не очень хорошо с полиэфиркой (пропитывается туго).Встречается нечасто.
А что касается торгового названия стеклоткани подходящей для эпоксидки, то вот: Т11-ГВС9
26.12.17 в 14:16
1
Т11-ГВС9
Не катит она "для эпоксидки" - цвет не тот :)

... ни один даун не напишет "стеклоткань для эпоксидки
Поздравляю, Вы точно не даун :)
26.12.17 в 13:20
1
Благодарю за ответ)
В тексте поста я подстраховался, описав белёсые пятна, причину их возникновения, методы решения (не все). Так же не тая своих ошибок упомянул, что это лишь вариант, не являющийся идеалом, но способный уложить ткань вручную на такие углы, которые ручной мокрой формовкой просто недостижимы(именно ручной и мокрой)

Мне не хотелось быть голословным, поэтому тест на пропитываемость стеклоткань прошла задолго до начала работ - прозрачный ламинат аки слеза)
На вопрос к технологам "какие ограничения по материалам для смолы?" - увидел улыбку технолога и ответ "Мишань, ну ты понял...)))"

В карбоне пропитку заметил - помогает волокнам не расползаться для сохранения "красивости", в стеклокани же никакой пропитки нет. При покупке вытянул нитку и поджег зажигалкой - стандартный тест на выгорание сторонних веществ...оплавление стекла, без огня и дыма. В юношестве обжигал техническую стеклоткань, понимаю о чем речь)
26.12.17 в 13:57
0
Вам попалась стеклоткань с силановой пропиткой- редкость однако. Обжигать ее неинтересно, дыма не видно, легко пережечь.
Если у обклеиваемого тела много неудобных углов, то стоит оклеивать уже стекломатом, он все углы облепляет очень неплохо. Но работать со стекломатом нужно на полиэфирке, связующее не дающее расползаться на отдельные нитки растворяется стиролом и улучшает пропитываемость именно полиэфирами. И прочность у стеклопластика на стекломатах на 30 процентов ниже.
А о каких ограничениях вы хотели узнать у технолога?
26.12.17 в 14:12
0
Стекломат не хотелось использовать - не ляжет. Стекловуаль ляжет, но прочности не даст.
Полиэфирку тоже не хотел - токсично.

Ограничения в плане применяемых армирующих материалов из наличия, в частности стеклоткани. Из разговора выделю кусочек: "можешь набрать толщину допустим 400-й, а поверх углём покрыть", если бы были проблемы с совместимостью стекла и смолы, мне бы сказали об этом в первую очередь.
26.12.17 в 14:44
0
Вообще-то эпоксидка более токсичная. У эпоксидки- 2 класс опасности, у полиэфирки- 3 класс.

Совместимость стекла и смолы- это очень расплывчато. Есть методы совместить вроде-бы абсолютно несовместимые смолы и материалы. Вопрос только зачем так изгаляться, если есть более простые пути?
Стекломат уложить на криволинейных поверхностях даже легче чем стеклоткань. Правда для этого уже нужен соответствующий инструмент- ролики для укатки.
26.12.17 в 15:29
0
До полного отверждения - согласен, вероятно. После же отверждения, эпоксидная смола прекращает свою вредность в разной степени вплоть до максимально допустимой, поэтому наливные полы, столешницы, украшения, предметы интерьера, тот же карбон жарящийся летом в салоне авто и много других направлений по прежнему находят широкое применение. Поэтому я и просил дать мне НЕтоксичную смолу, которая даже при нагреве внутри принтера не будет выделять гадости, аргументируя это тем, что принтер возможно поселится дома. Если бы такой смолы не было, мне бы так и сказали.

Я же и пошел по простому пути - взял смолу, ткань и пошел работать) О совместимости сомнений и не было)

Ролики имеются, опыт работы тоже, запас ярких словосочетаний при работе с углами - безграничен))))
Вы абсолютно правы, но будь эти детали хоть "немного" больше моей ладони, я бы не парился)
Данный случай с принтером - плохой пример для ручной формовки стеклопластика. Даде ролики здесь не помогли бы завернуть стекломат, ляжет только вуаль, но толку, как говорил, от нее нет. Для таких вещей нужен вакуум.
Но я упёрся в загиб на углах, виноват.
Если, как Вы сказали, использовать нарезанные по форме лоскутки - половину поверхностей укрыть получится, но без сильных углов( упругость волокон стекломата или ткани даст о себе знать. Избыток смолы, загущение, перекрытие вуалью для блокировки воздуха - сработает, но весьма проблематично на малых размерах.
26.12.17 в 09:02
6
Когда печатнику скучно - он армирует детали :D:D:D:D:D

Просто печатаем АБС без красителей на завышенной температуре. 250-270 градусов. Будет весьма изотропным. :D:D:D:D:D:D

Если совсем уж припекло - напечатать, снять форму силиконом, отлить из PU.
26.12.17 в 10:43
1
ULTEM в студию!
26.12.17 в 10:55
2
Обычный ABS/PC вполне прокатит, как и PC. Но на такой длине деталей нужны нормальные косынки из металла.
26.12.17 в 12:07
1
Нюанс – эпоксидная смола не растворяет пластик, поэтому есть проблемы со смачиванием стеклоткани.
Зато эпоксидка прекрасно разводится ацетоном, поэтому достаточно предварительно обмазать деталь ацетоном и проблем со смачиванием не будет.
Это же относится к вашему извращенческому способу возвращения текучести эпоксидке:
Если размазывать смолу стало тяжело – ... нужно ... ляпнуть смолы на поверхность, слегка нагреть пламенем зажигалки или феном, чтобы текучесть временно вернулась.
Добавление небольшого количества ацетона в эпоксидку позволяет сделать ее столь жидкой, сколь это необходимо.
А вот нагрев резко ускоряет схватывание, тем более что эпоксидка и так саморазогревается при полимеризации.
26.12.17 в 12:51
0
Благодарю за совет)
К сожалению в данной ситуации, если бы я так поступил, то смола на деталях уже неделю бы воняла и была липкой, как и три образца смолы с пометками "646", "акриловый разб-ль" и "ацетон";))

Экзотерма смолы минимальна, её по технологии подогревать можно, а потом даже нужно.

Ну, такой уж я извращенец))) Поэтому и написал последовательно, что пропитываем сразу, а если загустело - решаем вопрос.
26.12.17 в 14:00
0
Лучше уж спирт добавлять, он итоговые характеристики смолы не портит.
26.12.17 в 13:36
3
Не читая комменты совет - печать пористой структуры детали и заливка эпоксидкой с наполнителем - это единственная разумная технология армирования.
26.12.17 в 14:33
0
Вполне вероятно)
Позволю себе назвать этот способ - "еще одним способом армирования", но врядли единственным. У каждого метода есть свои плюсы и минусы, а значит и направления применения.
26.12.17 в 14:49
0
интересный поворот...
однако, определиться бы еще с породой этой эпоксидки и где ее взять

поделитесь если знаете
26.12.17 в 14:55
0
Я думаю пойдет любая эпоксидка, если дешевле - то полиэфирная смола. Хорошо этот вопрос проработан у тех, кто станки из полимербетона делает. Экспериментировать здесь можно с размерами пор и наполнителем, который может быть даже углепластиковыми или стеклопластиковыми волокнами.
26.12.17 в 16:02
0
Не согласен. В том же станкостроении давно и однозначно известно, что никакая заливка не поможет от изначального отсутствия жёсткости. Всю нагрузку принимают внешние слои конструкции, пористую структуру можно с тем же успехом оставить просто пористой.
Вставка прочных стержней — разумно. Усиление прочным материалом снаружи — разумно. Заливка не разумна в качестве армирования, хотя имеет смысл сама по себе, как литьё в несъёмную опалубку. Но тут уже мягкий пластик будет портить свойства полимербетонной детали.
26.12.17 в 16:45
0
Кому "всем" что известно? Полимербетон - это смола с наполнителем - это сама по себе силовая несущая конструкция, обеспечивающая жёсткость. Армирование делают только для закладных или когда недостаточно объёма заливают.
26.12.17 в 21:37
2
Строителям станков Открывавшим мурзилку по сопромату.
Да, полимербетон это круто. Но круто — полимербетон, отлитый одним большим куском, с закладными для соединения с другими деталями.
Вы же предлагаете полимербетон заливать в пластиковые соты. И это wrong in so many ways. Если соты относительно раздельные, у вас получится подобие бетона на булыжниках, отдельные твёрдые куски, слабо связанные друг с другом. Это кое-как работает на сжатие, но на растяжение просто рвётся по границам сред. Можно напечатать пустую оболочку и залить в неё. Получится нормальное полимербетонное изделие, но вместо гладкой и относительно твёрдой поверхности оно будет окружено толстым слоем мягкого и слабого пластика. Этакие антизакладные, чтобы контактной жёсткости не было совсем.
Жёсткость же обеспечивают ВНЕШНИЕ слои любой детали. Вы можете взять любой стержень, высверлить из него больше половины массы, и почти не потерять в жёсткости. Даже в печатных деталях сделайте побольше периметров, и не найдёте разницы между 100% и 20% заполнением.
26.12.17 в 22:28
0
Это всё категорически голословно.
Проведите эксперименты, напишите научную работу, защитите диссертацию, короче - подведите свои рассуждения под практику.

Кстати, в курсе сопромата нет материаловедения, Вы его сюда зря приплели.

А пока вот этим парням расскажите про опалубку, внешние слои, адгезию и т.д.:
http://www.pointwise.com/theconnector/Quarter-One-2016/North-Americas-Largest-3-D-Printed-Structure-Started-as-a-Mesh.shtml
26.12.17 в 23:29
0
Это категорически краткий рассказ о современном положении дел в науке и технике. Хотите поспорить ­— заходите на любые форумы про станки, надев каску.
Слово "материаловедение" я не плетал вовсе. Свойства материалов сопромат же учитывает, ага?

"Эти парни" напечатали моток сетки Рабица арматуру, и залили её раствором в опалубке (непечатной). Точно так же, как строят архитектуру уже второй век, и абсолютно противоположно тому, что Вы предлагаете. Я положительно отказываюсь считать ажурную сетку за "пористую структуру".
Если же Вы имели в виду таки именно это, печать арматурной основы из пластика и заливку её полимербетоном, остаётся лишь один вопрос: нахрена? Полимербетону от такой арматуры никакой пользы из-за громадной разницы в жёсткости. Пластик начнёт заметно сопротивляться растяжению когда эпоксидка уже давно раскололась и повисла отдельными крошками, как стекло в битом триплексе.
27.12.17 в 00:54
0
Ну и какое же современное положение дел в науке и технике?
Конкретнее можно?
Или космические корабли так и будут бороздить просторы мирового океана? :)

Про сопромат, Вы хотя бы почитали в интернете, раз в ВУЗе не учили, что именно изучает сопромат. Если бы Вы это сделали, то первое на что бы Вы обратили внимание было бы:
- Гипотеза сплошности и однородности: материал представляет собой однородную сплошную среду; свойства материала во всех точках тела одинаковы и не зависят от размеров тела.

В нашем случае:
1. Мы не рассматриваем конкретную схему нагрузки
2. Нет речи об однородности совершенно.


Про ссылку, что я давал - это всего лишь один из вариантов, а заполнение ячеек в данном случае оптимально для свойств заполнителя. Пену заливают не обязательно с опалубкой, где-то там есть видео, когда авто проезжает подобную композитную структуру без опалубки - просто пена и каркас, такая конструкция радикально повышает прочность.

Для наших же применений нужно провести эксперименты с целью определить оптимальний размер ячеек. Понятно, что для смолы опалубка нужна иначе выльется всё, но она не обязана быть в готовой детали, хотя это тоже лишним не будет.
27.12.17 в 01:33
0
В науке и технике с полимербетоном всё прекрасно. Пока из него льют цельные станины, не имеющие нигде тонких сечений. Ибо он хоть и полимер, но всё же бетон, и на сжатие работает гораздо лучше, чем на растяжение.

Всё гораздо проще. Залитая эпоксидкой с песком пластиковая сетка или коробка — не материал. Это (минимум) два раздельных тела. По описанной автором поста причине: эпоксидка к пластику клеится плохо. Перед рассмотрением конкретных схем нагрузки же достаточно рассмотреть общие. Сжатие, растяжение, изгиб.

Чем именно оптимально? Полимербетон гораздо жёстче и заметно прочнее любого печатного пластика. Его оптимально заливать крупными монолитными объёмами, не портя распределение нагрузки включениями всякой мягкой каки. На каркас из пластика действительно можно намазывать всякую пену, но это точно не наш случай.
Литьё из разнообразных материалов в печатные и другие формы — прекрасная технология, подходящая в том числе для деталей принтеров. Но к армированию именно печатных деталей заливка не имеет отношения. Конкретно в станкостроении же заливка станин бетонами — развлечение хипстерское. Дающее видимый вау-эффект (о какое тяжёлое стало!) и минимальную пользу (ибо внутренние части деталей на изгиб просто не работают) при заметных затратах не денег, так времени.
27.12.17 в 03:05
0
"Залитая эпоксидкой с песком пластиковая сетка или коробка" - это монолитная функциональная деталь из композитного материала.
Если вести расчеты по сопромату, то и нужно именно деталь в целом рассчитывать.
Мы по сопромату можем только на микро уровне что-то рассчитать при условии всех геометрических данных, но их нет, т.к. разговор о технологии вцелом.

У нас есть основной параметр - соотношение пластика и заливки.
Для того, чтобы определить оптимум, нужно просто провести соответствующие эксперименты.

Возвращаясь к теме, нужно вспомнить, что здесь о прочности речи не идёт, нужна жёсткость.
Поэтому нужно ответить на вопрос, что, если вместо саморезов, которые вкручивает автор, влить эпоксидку с наполнителем (например с песком), решит ли это задачу?

Ответ - конечно решит, т.к. нагрузок, которые сломают стержень из эпоксидки и наполнителя нет, от них требуется только жесткость, что в данном случае будет обеспечено.

Далее идут только преимущества по удобству и т.д..
27.12.17 в 17:57
0
Композитным может быть материал с более-менее равномерным распределением компонентов. Однородность, ага? Тут же компоненты имеют чёткие границы, потому и считать их надо раздельно. Как считают армированный железобетон например.

Эксперименты нужны там, где надо уточнять теорию. Тут же всё однозначно: оптимальное соотношение 100% одного и 0% другого. В композитах компоненты помогают друг другу, в Вашем предложении же могут только мешать.
Заливка каналов эпоксидкой с песком не даст ничего. Жёсткость её оптимистично равна жёсткости текстолита, то есть в 10-20 раз меньше, чем у стали самореза. Всё равно раз в 5 больше, чем у пластика — только вот стоит стержень в середине детали, а вся нагрузка приходится на пластиковые периметры!

Удобство — извините, не смешно. Одно дело взять из коробочки саморез, макнуть его в баночку с клеем (не обязательно) и вкрутить. Немного другое уже надеть респиратор и перчатки, отмерить на весах граммы смолы и доли граммы отвердителя, смешать с наполнителем (в большом соотношении конечно), утрамбовать полученное вязкое оно в отверстия, подождать сутки до использования.

У полимербетона же есть одно главное правило: любая деталь из него не должна иметь тонких сечений. Потому что больших нагрузок он не держит, и на изгиб работает плохо. Где даже из хрупкого чугуна была тонкостенная коробка с рёбрами жёсткости, там из полимербетона нужен цельный кубик.
26.12.17 в 14:05
1
Товарищи!
Вопрос имею. Переживаю вот по какому поводу.

Некоторые авторитетные для меня граждане утверждают, что полиэфирная смола с АБС обязательно отвалится рано или поздно, хлопьями. И любая смола тоже.
А данное армирование тоже по факту смолой происходит, по логике моих авторитетов, по идее, тоже должно отвалиться.

Может быть кто-то поделится опытом и скажет, что всё это враки, у меня 100 лет всё живёт?
26.12.17 в 14:25
0
Работал в свое время полиэфиркой, специальным назначением которой была адгезия к акрилу и ABS, это действительно отдельный сорт смолы для изготовления бассейнов, ванн и армирования иных изделий из вакуумно-формованных пластиков.
Сами понимаете - химикам не просто так зарплату платят)

Эпоксидка сложнее в этом плане, действительно может отлипнуть, это даже видно на изломе трубки. Эксперименты продолжаются и могут принести плоды. Например нанесение праймера перед покрытием смолой.
Как здесь сказали об ацетоне - если другая эпоксидка выдержит его воздействие, то за счет оного премного лучше слипнется с пластиком, жаль с моей не прокатило)
26.12.17 в 14:38
0
Стало быть специальная полиэфирка, вон оно как, Мехалыч)))

С армированием крайне интересно, т к есть планы сделать себе на мотоцикл "кузовню", остеклотканить/откарбонить лишним не будет, т. к. эндуро
26.12.17 в 14:48
0
Точнее смола с улучшенной адгезией к этим материалам)

Если детали из ABS, то можно.
В свое время предлагали изготавливать пластик на кроссовые мотаки, но там полипропилен зачастую, он мягче, чего стеклопластик не даст. Да и армировать ПП не выйдет ибо к нему смола не липнет(праймер лишь временная мера, не поможет). Поэтому надо поглядеть какие "кузовные" элементы у Вас пригодны для усиления)
26.12.17 в 14:49
0
Не совсем специальная, полиэфирных смол тоже очень много, некоторые имеют очень узкую сферу применения.
Например смола М105, насмерть прилипла к арочной конструкции из АБС и слезать не думает, хотя условия эксплуатации достаточно неприятные (судно). А вот к акрилам липнет плохо- акрил более-менее стоек к стиролу.
26.12.17 в 14:15
3
Тоже подобным образом армирую пластик, вкручивая всякие железяки.
Насчет стеклоткани и перспектив создавать рамы квадрокоптера, мне кажется лучше сразу aerotex и без доп трудозатрат + у него вспениватель, а это значит вес исходного продукта ниже.
В вашем случае вес от АБС + стеклоткань - конкурировать по весу сложно.
Насчет прочности, пористость АБС по-моему мнению хуже чем даже PLA --->тем что ударные нагрузки в PLA лучше распределяются на площади. АБС рвет у основания удара. Расколол порядка 6 печатных рам в полетах и пришел к такому выводу.
Придет лето, наверно сделаю обзор по материалам для квадриков, слишком бурно обсуждают и как правило начинают с энтузиазма, а там чисто математика. Отстучите 5-6 рам об асфальт с 20 метров и увидите всё сами.
26.12.17 в 14:30
1
Полезное замечание, благодарю)
Вашим постом сможете расставить много точек над "и", что очень радует, ведь в пробах и ошибках рождается истина)
Погорячился я видимо) Зато активировал обсуждение, где и кроются ответы на вопросы)
26.12.17 в 16:15
1
Про изначально неверную конструкцию с пластиковыми уголками уже сказано. Добавить можно много чего, но не нужно. Скажу только что в архитектуре например такая рама из балок по углам связывается ШАРНИРАМИ вместо ваших ой каких жёстких уголков, а жёсткость конструкции задаётся сугубо диагональными растяжками.

Про технологии же всё одобряю. Особенно сборку деталей из отдельных частей, напечатанных с учётом направления слоёв и вообще особенностей материала.
Немного уточню за микарту. Армировать детали можно и обычной хлопковой тканью. Разница в прочности невелика (см. текстолит и стеклотекстолит), пропитывается лучше, работать гораздо приятнее, и результат получается заметно легче где это важно.
Когда эпоксидка начала густеть и плохо мазаться — это ой всё, уже схватилась. Если её начать греть, она схватится ещё быстрее чем разжижится. Греть лучше компоненты до смешивания, так результат хоть всё равно схватится за меньшее время, зато и пропитывать будет быстрее.
С любыми разбавителями надо быть очень осторожным. Добавлять в количестве не больше процента-двух, часто достаточно нескольких капель на стакан. Когда эпоксидка полимеризуется, растворитель остаётся в ней замурован между отдельными молекулами, и заметно портит прочность.
26.12.17 в 16:29
0
Премного благодарен за ответ)
Я бы добавил - вообще не жестких уголков)
Как и говорил - рендер лишь набросок, ибо если его облепить всеми элементами, которые намудрил - ничего видно не будет))) да и комп уже туго думает в этой сборке)
В дальнейшем постараюсь максимально описать все идеи и эксперименты с жесткостью рамы)

По второй части ответа - полностью согласен)
26.12.17 в 17:33
0
А вы не пробовали ABS PRO(ABS+) или PLA PRO(PLA+) ?..
26.12.17 в 17:36
0
Не доводилось)
26.12.17 в 18:57
0
Он прочнее простого в 10 раз.
26.12.17 в 19:16
0
Занятно)
Одним из "пунктиков" в моем принтере - минимальная стоимость материалов, это часть эксперимента.
Сомневаюсь, что этот филамент стоит дешевле тысячи за килограмм, а посему мне врядли подойдет)
26.12.17 в 18:36
0
Допускаю применение предложенной технологии армирования для ремонта и восстановления деталей кинематики КРОМЕ узлов рамы.

Рама - должна делаться один раз, и - года на три, с ежеквартальным контрольным выстрелом замером геометрии.

Элементы пластиковой кинематики - да, подвержены износу, разумеется, но обычно - деформируются так сказать "более наглядно", чем рама.
26.12.17 в 18:40
0
Согласен полностью)
В моем случае углы буду дублировать металлом (они больше для простоты подгонки), а всё дополнительное постараюсь делать максимально-металлическим)
26.12.17 в 23:52
0
черный ABS от FD plast со 100% заполнением и проблема решена.
27.12.17 в 20:17
0
Думаю в таком случае вполне пригодно скорректировать выражение - "черный ABS от любого распространенного производителя со 100% заполнением"8)

Мои же детали печатались в 7 периметров, что полностью заполняло стенки деталей шириной в 5мм, а это как раз ребра жесткости и скобы труб, т.е. места, где заполнение реально было необходимо. Все ABS уважаемых производителей справятся с этой задачей.
27.12.17 в 04:49
1
идея интересная сама по себе, но для упрочнения корпуса вашего "большого принтера" куда лучше подойдут укосы чем армированные углы. вкручивание саморезов и склеивание сегментов достаточно просты и технологичны, поверхностное армирование уж очень трудоемко. еще один вариант это использование композитных элементов, когда в консольных элементах (при весящем крае) используются алюминиевые планки, уголки, а остальная часть детали выполнена из пластика..
27.12.17 в 19:26
0
Верно, в комментариях уже упоминал, что углы будут монтажными элементами, а усиление - уже отдельный разговор)
Но очень приятно слышать единогласное утверждение по недостаткам "голой" рамы и способам увеличения жесткости)

Согласен, лепить стеклопластик на множество мелких деталей - тот еще геморройчик) Храню метод для более габаритных изделий)

С нависающими элементами хорошая мысль, надо взять к размышлению)
30.12.17 в 15:10
0
Совсем вылетело из головы - смола EC-152.
Прошу прощения, что не указал маркировку в тексте поста.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Blender для печатников. Глава 11. А еще добавим точек — получился полигончик. Режим редактирования.

Специальная экспозиция «Аддитивные технологии» на выставке «РОСМОЛД-2019»

Открытое тестирование полимеров HARZ Labs на принтере Formlabs 2

С коляской и дроном: как выглядит новый вариант мотоцикла «Урал»

Shining 3D представила стоматологический 3D-принтер AccuFab-D1

Получи пятерку от IMPRINTA!