PET-G vs HIPS батл

Подписаться на 3Dtoday
shusy
Идет загрузка
Загрузка
26.11.17
1338
15
печатает на Wanhao Duplicator i3 Plus
Расходные материалы
21
Статья относится к принтерам:
Wanhao Duplicator i3 Plus
Продолжаем тему численного изучения прочностных характеристик пластиков. Установка собрана, методика опробована. В этот раз мы проверим на ударную прочность два пластика PET-G и HIPS.
Исходные данные PET-G - черный Relax REC; HIPS - HIPS Сочное яблоко FDPlast.

Параметры печати. На этот раз я решил остановиться только на моделях с тремя периметрами. Быстрее экономичнее, и, как показалпоследний эксперимент, самый интересный. Диаметр сопла: 0.6мм, скорости как в предыдущем эксперимента. Температуры печати PET-G - 235 С, стол 60 С. HIPS - 220 C, стол 100 С.

Установка. Вес камня/молота 4.81 кг с учетом направляющих. Центральная шпилька ограничивает высоту поднятия молота в диапазоне 0-38 см (правое фото). На ней есть белая метка для измерения высоты подъёма камня. Чтобы тестовый образец не улетал он помещается в резиновую оправку ограничивающую горизонтальные перемещения
8d19e2219862592fde6c8345514ac436.jpg
PET-G обладает очень высокой спекаемостью слоев, поэтому мне было интересно попробовать как себя покажет модель с нулевым заполнением. Нужно сказать, что показала она себя отлично. Сломалась под нагрузкой, соответствующей 5% заполнения для модели из HIPS. В целом нужно отметить, что PET-G показал себя очень достойно. Прочность замечательная. Еле-еле удалось сломать образец с 15% заполнения. Пока это рекорд.

На фотографии все модели текущего эксперимента.
4ac888ed14f4144c2853c3cf953c0331.jpg
С PET-G никаких неожиданностей не возникло. Ломается как обычно растрескиваясь поперек слоев. А вот HIPS ломается необычно. Сначала модель сплющивается, а потом трескается вдоль слоев. Разрыв поперек слоев происходит очень редко. Для HIPS считал, что образец сломан при появлении заметных глазом тещин на образце.
На фото приведен типичный случай: образец уже треснул, но при этом форму ещё держит, и в руках не разваливается.
ca928b844045920f1019b39c92e41462.jpg
Полный цикл для образца с трем периметрами и 5% заполнения. Сначала фото до ударов, потом 2.8, 3.3, 3.8 Дж соответственно. При энергии 3.8 Дж образец разрушился.
96d63b1d1fd3c4a2638f09f1ce86d324.jpg
Как я уже писал, в основном происходит растрескивание вдоль слоев. Поэтому иногда получается вот такое вскрытие образца.
6f676b4bd0b88bb1d002b9b03266eb3c.jpg
Групповое фото поломанных образцов.
e58347571cec6f05287d7a0ff504bd86.jpg
Переходим к цифрам и графикам.

Вес образцов: PET-G имеет более высокую плотность, поэтому масса образца соответствующей плотности у него выше.
ed166fac19e65791220e5daec09b29d4.png
Графики измеренной прочности:
Зависимость энергии удара от заполнения. HIPS c 25% заполнения имеет такую же прочность, что и PET-G c 15%.
28863ff0069250748a5a61be6e5eb9c0.png
Удельные прочности в двух вариантах: Дж/грамм и грамм/Дж, кому что более интересно.
cfb51492c9709bc3449746bac1e0c930.png
c16a989e87e33facf3b23805335fc72e.png
Выводы: Несмотря на высокую плотность удельные значения для пластика PET-G гораздо лучше, чем HIPS. Однако если PET-G при разрушении раскалывается на кусочки, то HIPS, в большинстве случаев, остается единым образцом. Это свойство может быть полезно в определенных случаях.
Подписаться на 3Dtoday
21
Комментарии к статье

Комментарии

26 Ноя 21:26
2
Любопытно. Что полистирол менее прочный, чем прочие пластики, было и так известно. Зато ударопрочность же его явно заключается в том, что энергия удара не распространяется по всей детали. Ближайшие слои берут на себя все повреждения, спасая основную деталь. Это важно для бамперов-буферов, одноразовых амортизаторов, и прочих средств lithobraking.
26 Ноя 21:58
1
Вот так полистирол, собственно, и сработал.
26 Ноя 22:15
1
ЧИТД. За что очередное спасибо.
27 Ноя 11:38
1
С продолжением! )
Но все ж удельную прочность по любому следует определять в джоулях на грамм. Чтобы не получилось потом полтора землекопа ))
27 Ноя 11:56
0
Спасибо. Удельная прочность в джоулях на грамм в статье есть.
27 Ноя 12:04
1
Я к тому, что только на таких попугаях стоит остановиться )
27 Ноя 12:19
0
Можно остановиться и на этих единицах. Разница лишь в одном нажатии кнопки. В том смысле, что по исходным данным построить обе зависимости не составляет большого труда.
27 Ноя 17:05
4
Не хочу показаться занудой, но придется... =)))
Вот, к примеру, измеряем мы некий параметр. И чисто психологически мы ожидаем, что чем он выше, тем лучше. И Дж/Г этому ожиданию вполне соответствует. То есть чем больше требуется усилие чтобы разрушить сферическую деталь в вакууме весом 1гр, тем лучше, и тем она прочнее. А вот о чем говорит Г/Дж не совсем понятно... Сколько нужно грамм... для чего? :) Надеюсь, мысль донес.

И в плане размышления на тему:
Мне видится очень много факторов случайности в выбранной для разрушения модели. В частности, заполнение довольно неравномерно в случае его низкой плотности, что видно и по разбросу данных в начале графиков на первом исследовании. Я бы предложил ломать некую довольно простую и с легкостью тиражируемую деталь в виде параллелепипедов скажем 15х15х80мм напечатанных со 100% заполнением. Один комплект вертикально, другой горизонтально. И ломать их, ударяя нагруженным закругленным предметом поперек. Положив их в некие подставки, закрепленные к дну. Таким образом мы отделим большую часть мух от котлет. В частности, межслойная спайка будет влиять на прочность модели лишь в одном случае - печати параллелепипедов вертикально. И оценить ее можно будет отдельно.
Могу посодействтвать рисованием модели подставок и материалами для исследований. Дело в том, что сам вожделею просто таки наконец этим заняться самостоятельно, но даже на то, чтобы написать это сообщение время с трудом могу пока выделить )) Остается помогать тому, кто в авангарде :)
27 Ноя 18:09
1
А вот о чем говорит Г/Дж не совсем понятно...
В принципе можно придумать. Например мы делаем летательный аппарат. Печатная часть должен весить 50 грамм. Это мы имеем из можщности моторов, подъемной силы и.т.д. Далее мы знаем, что аппарат должен выдерживать падение, например, с высоты 100м. Соответсвенно можер расчитать энергию, которую он дожден выдержать не сломавшись. А вот теперь мы можем воспользоваться второй зависимостью и посмотреть какой материал брать. Как обычно есть одно но. Эти два графака обраные, т.е. один легко переделывается в другой. Поэтому тут вопрос чисто удобства, чтобы не пересчитывать. Хотя, безусловно, вы правы, одного предложенного вами, для всех случаев будет достаточно.

По поводу второго предложения - спасибо за предложенную помощь, звучит заманчиво, и, скорее всего, я это попробую реализовать. Но предстваленый в этой и прошлой статье станок я сделал ещё весной, спустя месяц после первой публикации. В деле его использовал спустя полгода. Поэтому сколько времени уйдет на модернизацию и новые эксперименты, даже мне не ясно. Может на новогодних каникулах, что-то сделаю, а может и позднее.
27 Ноя 15:13
1
Подскажите - чем Вы руководствовались при выборе температуры для HIPS?
На "Сопутке" указаны совсем другие параметры печати, я лично печатаю на 260 (черный).
fcdf1828947e30f7aba59d5d8987888d.png
27 Ноя 16:01
0
Проводил тестовую печать с разными температурами, эта оказалась оптимальной для моих условий.
28 Ноя 12:28
0
было бы неплохо разные варианты внутреннего запрлнения еще потестировать.... потому как 3д гекс не самый быстрый вариант, я например чаще всего просто линейное заполнение использую с углами +45/-45 или 0/60/120
28 Ноя 12:56
0
Варианты заполнения отличные от 3д гекс давали почти полностью пустую структуру для 5%. Поэтому был выбран это вариант.
28 Ноя 13:12
0
а в других слайсерах???
28 Ноя 13:25
0
Не знаю, другими не пользуюсь. Поскольку задача была простая, сравнить два пластика и выбраный вариант заполнения меня устраивал, то другие варианты не рассматривал. Если делать статью по влиянию заполнения, то тогда да, можно будет рассмотреть и вариант различных слайсеров.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Готовимся к Новому году! Всем детям по собачке...

Новый год и Архимед (шары с подсветкой)

Олаф

Anet A6 - набор для печати 3D-принтера. Начало пути.

Сверлильный станок "своими руками" теперь 3D!

Попытка создания подарка на Новый год.