Португальские ученые провели опыты по снижению гигроскопичности 3D-печатных изделий из нейлона

Ученые из Лиссабонского университета протестировали варианты снижения гигроскопичности нейлона, набирающего популярность в качестве расходного материала для FDM 3D-принтеров. Опубликованный доклад описывает опыты по использованию строительных герметиков в роли защитных покрытий для 3D-печатных изделий. «Нейлон или полиамид – биосовместимый полимер с приемлемыми характеристиками и отличной совместимостью с технологией FDM-печати. В настоящее время нейлон находит применение в производстве автомобильных компонентов и рассматривается в качестве перспективного материала для изготовления медицинских имплантатов. Хотя нейлон обладает привлекательными физико-механическими свойствами, он впитывает влагу, что приводит к потере прочности и жесткости», – отмечается в докладе.Как сделать нейлон менее гигроскопичным? Ученые рассмотрели пару вариантов защитных покрытий – из силикона и полиуретанового эластомера. Расчет делался отчасти на один из недостатков технологии 3D-печати методом наплавления полимерных прутков (FDM/FFF), и именно относительно высокую пористость готовых изделий и низкую межслойную адгезию, способствующие впитыванию влаги. Вся эта шершавость теоретически может играть на руку, помогая удерживать защитные покрытия на месте. В роли образцов выступали кубики и стандартные для механических испытаний лопатки, смоделированные в SolidWorks и напечатанные на 3D-принтере Markforged Mark Two после обработки фирменным облачным слайсером EIGER. После обработки и купания кубики тестировались на сжатие, а лопатки – на предел прочности при разрыве. В роли покрытий выступали жидкий силикон Rubson SL 3000 производства португальской компании Henkel Iberica и полиуретановый эластомер 10Excellent производства испанской CPP Chemical Group. Оба материала изначально предназначены для использования в качестве строительных герметиков. После сушки при 50°С в течение одних суток образцы погружались в воду, а в ходе купания периодически вынимались и взвешивались для оценки массы впитанной влаги. Как показали испытания, силикон малопригоден в качестве защитного покрытия в виду низкой адгезии с нейлоном. Полиуретан, с другой стороны, формирует водородные связи с полиамидом, одновременно улучшающие сцепление и препятствующие поглощению воды. Полностью исцелить тестовые образцы от гигроскопичности не удалось, однако механические испытания показали прочность на уровне, приемлемом для изготовления деталей, не подверженных чрезмерным механическим нагрузкам. При этом жесткость после обработки полиуретаном немного снизилась: по мнению ученых это объясняется тем, что полиуретан играет роль пластификатора. Полный текст доклада можно скачать по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.