Новый пластик TPU CFF U3Print и прикладной манулинг в особо циничной форме, часть 1

Благодаря любезности компании U3Print мне в лапы попался ряд интересных (в т.ч. и несерийных) пластиков. И среди них оказался ну очень уж нестандартный, который мне понравился настолько, что захотелось этим самым мнением поделиться.

Предупреждаю, картинок будет много, поэтому решил разбить пост на две части. В этой - мой дилетанский обзор собственно пластика с результатами циничного над ним надругательства, во второй - те же самые действия, произведенные с другими пластиками разных производителей.

[IMG ID=86147 WIDTH=871 HEIGHT=463]

Итак - TPU CFF (что расшифровывается как TermoPlastUreatan Carbon Fiber Filled), он же термопластичный полиуретан с углеволокном, он же FLEX Carbon.

Внешний вид прутка - темно-серый, с фактурной поверхностью, на вид и на ощупь напоминает пересохшую дратву (ЕВПОЧЯ). На изгиб несколько жестковат (сравнительно - примерно как SBS, немного гибче), но навязать из него узлов/бантиков труда не составляет. Жесткость прутка (как мне кажется) достаточная для использования с боуденом без танцев с бубном.

После экструдера - цвет меняется на чёрный, глянцеватый. Похож на черный АБС - вроде бы и черный, но отблеск на боках нити как-бы скрывает черноту. Как антрацит, только тот на изломах блестит.

Производитель рекомендует для печати использовать сопло побольше, и в этом есть смысл - углеволокна в пластике много. Нет, не так - МНОГО. Я в этом убедился дважды, разбирая экструдер и прочищая сопло - первый раз по незнанию, второй раз уже осознанно, в поисках критериев засора.

Плотность. Немного тяжелее воды. Деталь плавает на поверхности за счёт поверхностного натяжения, если притопить ниже уровня поверхности - начинает медленно тонуть.

Стол. В принципе, печатается легко, как ПЛА. И на холодное чистое стекло пробовал, и до 115 стол грел - адгезия первого слоя нормальная. Естественно - чем горячее тем сильнее держится, но и с холодного попыток сняться с места и пойти погулять не делает.

Забавный факт - на холодном стекле, пока идет печать - деталь стоит чётко. Сопло поднялось и перестало придерживать деталь сверху - деталь безо всяких усилий снимается со стола, как будто никогда к нему и не прилипала.

Температура печати. Два тонкостенных цилиндра, стенка в две нитки.

Первый - температура 240, через каждые 5 мм уменьшаетс на 10 градусов. 240-230-220-210-200Экструзия есть, межслойной адгезии ниже 220 градусов уже нет. Печать прервал.

Что прилипло - то прилипло, по слоям не расходится.Второй цилиндр. 240-245-250-255-260, так же через 5 мм.На 245 начинается недоэкструзия, увеличивающаяся по мере повышения температуры. Причина банальна - термическое разрушение связующего компонента с дальнейшим его 'коксованием' плюс без связующего компонента начинают лезть углеродные волокна. Мораль - НЕ ПЕРЕГРЕВАТЬ!!!

Диаметр сопла. Как я уже выше упомянул, рекомендуется побольше. Практически - если не перегревать пластик и (для перестраховки) не оставлять его надолго в горячем хотэнде (вынимать или снижать температуру при больших паузах в печати) - сопло 0.4 вполне работает.

Обдув. Тот же цилиндр, высота 20 мм, скорость меняется от 0% внизу до 100% вверху, температура 240. Турбина у меня начинает вращаться где-то в районе 20-25%Выглядит условно-нормально. Тянем за концы - и....Всё что дальше примерно 30% (6 мм) - разваливается без особого усилия. Ниже - держится, рваться отказывается категорически.

Ретракт. В приципе - допустим, работает, но я бы не рекоменовал - что бы не лохматить почём зря углеволокно. Но если нужно - то можно. Жестскость прутка позволяет.

Скорость печати - пробовал на 60, подается, прилипает. Рекомендовал бы 40, для более сильного спекания и меньшего перегрева слоя. Но можно и больше - в расплаве пластик текучий, стоящее сопло потихоньку сопливит тонкой ниточкой, а раз вязкость низкая - скорости 'прокачки' должно хватать и для больших скоростей.

Коэффициент трения. По металу и стеклу скользит плохо, в т.ч. и по мокрому. На глаз - коэффициент на уровне резины, +/-.

Это была культурная часть программы. А теперь переходим к некультурной развлекательной :D

Началось всё с того, что я попытался использовать этот пластик в качестве фиксирующего эластичного колечка, которое растягивается надеваясь на цилиндр и потом садится в специально обученный паз. Фото приводить думаю нет особого смысла, к делу это не относится, а уплотнительные резиновые кольца на различных трубных соединениях и не только - видели все. Это не оно, но смысл и внешний вид - похожи.

Итак, колечко, внутренний диаметр 32 мм, высота 3 мм, D-образное сечение (от 0.8 по краям до 1.5 в середине, наружняя сторона - плоская).

Печатаю (по параметрам печати - ниже), пытаюсь натянуть на цилиндр диаметром 35 с пазом 32 - и.... просто эпичеcки обламываюсь. Не могу, не хватает сил - оно не тянется! Гибкое тонкое колечко, которое можно завязать в узел и не на один раз - не хочет растянуться на 5%??? (да - 5%, не 10 - половина кольца уже в пазу).(смятое и пару раз перкрученное восьмеркой колечко. и оно же - после отпускания)И тут меня переклинило - видимо сказалось то, что недавно камрад Манул таки мелькал на портале, а флюиды манулинга похоже передаются воздушно-буквенным путём :D

Решил я его любой ценой растянуть или порвать - как получится. И - ниасилил. Просто не хватило силы рук. Не тянется и не рвётся. Но это уже стало делом принципа. Просунул в него гаечный ключ в качестве рукоятки, нашел подходящий крючок, накинул, повис на руках и стал потихоньку поджимать ноги... бинго! Порвалось :D 'Всё что один человек сделал - другой завсегда сломать сможетъ' - как говаривал кузнец из к/ф 'Формула любви'. Усилие, которое пришлось приложить для разрыва - честно говоря впечатлило. И я стал мучить несчастное колечко дальше. Кстати (на фото практически не видно, у аппарата проблемы с макросьемкой, всё снималось через лупу) - место разрыва скорее выглядить как разлом, а не разрыв.

С прочность на разрыв - понятно, крепкий. С эластичностью - тоже, вычеркиваем ввиду отсутствия.

А гибкость?Усложним задачу - ведь в тонком слое всё гнётся, если постараться. Три кубика 10*10*10. Литой, и два пустых со стенками 1. 2 и 2 мм. (На страшные оплавленно/корявые углы не обращайте внимания - перегрел-с, еще не знал оптимальных параметров, на тесты это не повлияло)Литой кубик на сжатие пальцами не реагирует, но остаётся чуство упругости. Как покрышку у машины потискал.

Пустышки гнуться, 2мм с трудом (сжал со всей дури), 1.2 - попрощеПопытка разрезать 1.2 поперек слоев туповатым канцелярским ножом результатов не принесла. Жалкое подобие царапины сделать на боку кубика удалось, но не более. Ножницы - справились, хоть и с усилием.

А что с обещанной износостойкостью и как это наглядно оценить?

Первое что приходит в голову - изгиб. сильный и многократный.Несколько раз согнул по плоской стороне профиля на 180 градусов - видимых изменений нет. Начал гнуть. 90 градусов в одну сторону, 90 - в другую. Сто таких циклов. При отпускании - видимых изменений нет. Визуально место изгиба можно обнаружить только под лупой - слегка погнутая кромка колечка, на внешней и внутренней стороне изменений не видно.

Обнаруживается тестовое место на ощупь - при изгибе в этом месте гнётся легче. Если согнуть сильно - наконец-то появилась легкая белесость (на фото выше её даже не видно помоему).

Кто-то помнится справшивал - какой пластик НЕ белеет на изгибе - вот, пожалуйста ;)

Следующий шаг. Проверка на стойкость к истиранию. Надфиль, сто фрикций туда-сюда с примерно одинаковым усилием, как я обычно надфилем работаю. Что-то стало видно :D - в отраженном свете. Вид сбоку -Половину диаметра сопла за 100 фрикций сточить таки удалось (было 1.5 мм, стало 1.3). Ну, скажем прямо, не ABS :)

'И тут Остапа понесло...', как писали классики. И решил я наконец попробовать ударную стойкость.

По-умному говоря - сделать литому тестовому кубику ипакт. Желательно без разрушений и невинных жертв.

Ну а по-простому - всадить в него пулю из пневматической винтовки. А что бы он в процессе не улетел, опережая пулю и собственный визг, испытуемый был зажат в тисочки. Зажимать пришлось сильно, поплющило кубик почти в двое (впрочем - не помогло, улетел). Испытание не то что бы нужное или полезное, да и методика в корне неверная (это по другому делать надо), но вот - хотелось :D 'Когда в руках молоток - всё вокруг похоже на гвозди'Вон то серенькое, стыдливо выглядывающее из дырочки - край юбки пули. Честно говоря, результатом более чем удивлен. Почему? Потому что похожую картину, только с застрявшей головой и торчащей юбкой, я уже видел. В тире. В шахтовой транспортёрной ленте - если вам это о чём-то говорит. И с 25-ти метров, а не в упор. Впечатлён.

Подведу итог. Уникальный по сочетанию характеристик пластик. Гибкий, при этом не эластичный. Износостойкий. Прочный на разрыв и ударное воздействие. Отличная адгезия, и межслойная, и первого слоя.

Из-за гибкости - не универсал, весьма и весьма нишевый материал для определённого круга задач. Мне понравился.

В следующей части - манулинг по вышеприведённым критериям (растяжение/разрыв, излом, напилинг, импакт) с ПЛА, АБС, хипсом, ПЕТ-г, нейлоном - для визуального сравнения.