Тестируем Nylon Super Carbon 2 от U3Print! (ОЧЕНЬ Много фото!!!)

Подписаться на 3Dtoday
whd3
Идет загрузка
Загрузка
20.04.17
1465
13
Расходные материалы
28
Давненько я что-то не писал постов!
Ну да ладно. Отчёты сданы, большая часть работы сделана и появилось немного свободного времени, вот и решил поучаствовать в конкурсе Nylon Super Carbon 2.
Возможно каких-то супер-пупер поделок к концу этого поста не родится по причине нехватки материала, а вот немного испытаний проведём. И так поехали!
ОБОРУДОВАНИЕ:
1. Штангенциркуль с ценой деления 0,01мм (не электронный);
2. Микроскоп AXIOSCOP MAT-2 фирмы CarlZeiss с установленным микротвердомером MHT-10 + фирменное программное обеспечение для осуществления фоторегистрации материала и проведения замеров;
3. Разрывная машина;
4. 3D принтер класса «Китайские дрова», как многие изволят выражаться.
ОБРАЗЦЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:
1. Нить полимерная для 3D печати Nylon Carbon 2 производства фирмы U3Print.
2. Распечатанные образцы.
85a19e6009b8930b03414f24dfc4ccca.png
2f37686fef4cf2e93ea4ce3fbea3201d.png
ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ:
1. Органолептический контроль исходного материала;
2. Инструментальный контроль исходного материала;
3. Распечатка тестовых образцов с последующим испытанием на разрыв;
4. Распечатка тестовых образцов с последующим измерением параметра микротвёрдости поверхности по Виккерсу;

Тестовый образец приехал достаточно быстро – всего 2 дня вместе с днём отправки!
Вот что прибыло:
PREVIEW
f8fe8c420345fb740ff5012fd35b9e9c.jpg
1. Субъективно:
Пруток гибкий, слегка шершавый. В руках возникает ощущение чего-то среднего между обычным пластиком и софт-тач покрытием, при этом как будто что-то маслянистое, но при этом пруток сухой и совсем не пахнет )))))))))))))))))))))))))))))))))))))
Кусачками перекусывается раза в 2-3 сложнее чем ABS или PLA. При этом разделение прутка происходит в последний момент (при непосредственном передавливании между лезвиями) см. рисунок ниже.
40094a1276926c786da6bd1dcb1f24aa.jpg
2. Объективно:
Вес присланного пробника составил 45 гр.
Диаметр прутка замерен штангенциркулем в 10 местах – 1,75–1,77мм. В свою очередь это объясняется его неровностью (бугристостью).
db741616b620b29d993cc5181ad37a6f.jpg
3dc8cf98b88edd918ca14327f81323ee.jpg
0f2fd7f6e580b4cf7d38ae3424f40d9d.jpg
174686cc772b726d0fbc244c63df9c47.jpg
Увеличение по порядку 50х, 100х, 200х, 500х. Далее приблизительно та же последовательность.
При первой заправке и прогонке пластика через сопло оттуда полезла какая-то бугристая хрень!
Фотографии выдавленного пластика через сопло экструдера:
4a07ee9edf274f595cba815ce4e7caf8.jpg
5a70ceb08f9070b8ada1ee8f7edc6c46.jpg
c16ada50b702067914477aa7465a5a90.jpg
1486553cf9e8ac776f5504483f082d3d.jpg
Но, как ни странно, далее процесс нормализовался и вот что полезло из экструдера:
914559651c65e4b62760a6eee7dd4eda.jpg
a44b6049742ec8dc0f3c2aee1909e85a.jpg
c499127d73bc223bc071dff4a1553c93.jpg
3911a61ef21fa0e8a95c0e63b48f8fab.jpg
Разрушим одно из предположений пользователей портала о том, что волокна углеволокна располааются абыкак. НЕТ!!! Они располагаются не абыкак, а строго по вектору следования сопла экструдера. Для проверки этого факта был распечатан прямоугольный параллелепипед с размерами 10х10х5мм. Параметры печати:
Голова = 250градусов;
Стол = 110градусов;
Обдув 12% (сделано специально!!!).
Следует отметить, что обдув включён сознательно. Во-первых для проверки как поведёт себя материал при печати с обдувом, а во-вторых – для расслоения образца,если межслоевой адгезии небудет!
758375fdc34b767040d051acddf8ce8e.jpg
d8a3fd631207429bfbc1cbfae4c8f6f2.jpg
Выделенный слой (сеточка) подвергся насильственному разглядыванию под микроскопом.
7700f28809f9ca2df4c62b7236e3d498.jpg
a49d21e6970e9eb295b5a02c1e379fb5.jpg
32b472236c82ec639a6b0fb878d03bd6.jpg
4f605b514a85869750df7a0b1bbe135c.jpg
4aa8a95880c638da9f1265571b46ed26.jpg
f9048acc34d134d0982074cb45c6f0cc.jpg
4b749af2fd57c78e80d3180bc377fb4c.jpg
Из представленных изображений чётко видно, что волокна ориентированы строго по ходу движения сопла.
При этом диаметр волокна составляет порядка 5.5 - 7 мкм.

3. Испытания на разрыв:
Закрепляем образец на разрывной машине:
83bbebdbd95eb21d2ee9cd74d896d5c9.jpg
Как говорится - тянем-потянем... и БАЦ??? А вот и не бац! Разрушение происходит в вялотекущей форме!

Образец 1:
Температура головы = 250градусов;
Температура стола = 110 градусов;
Скорость печати 40мм/с;
Сопло = 0.4мм
Подача 100%
Заполнение 100%
Количество периметров = 3
Тип заполнения - крест-накрест под 45 градусов
Обдув выключен!
766f3d2ac2abb01d7eadce994faddb65.jpg
84c08b06a31240b2fb8a4c0b999eaf37.jpg
b598728106e5ce3bc3b85c418008658e.jpg
График испытания:
129e88bb4c5d83a81aab14beade04a06.jpg
Скачки на этапе возрастания являются следствием отслоения и растягивания боковых периметров заготовки.
Итого - максимум 2600Н или 260кг! Впечатляет!!!
После испытаний образец выглядит вот так:
5b25a39088ebd4e07307bcabd2331cf9.jpg
Как видно из представленной фотографии, максимальное разрушение произошло в чередине (на заполнении крест-накрест), при этом периметра, располагающиеся вдоль действия прикладываемой силы остались целы, только лишь получили деформацию растяжения.
Образец 2:
Температура головы = 255градусов;
Температура стола = 110 градусов;
Скорость печати 40мм/с;
Сопло = 0.4мм
Подача 100%
Заполнение 100%
Количество периметров = 3
Тип заполнения - крест-накрест под 45 градусов
Обдув выключен!
37da70748969fc426badbbd05f32c9ab.jpg
5ffcf6047201c5a0773e490e1d7063bd.jpg
7d0d4c04ae3c2dcbe8641abd308f81ab.jpg
График испытания:
ddb87baf0bbc89fb29aa9bd94179f6f0.png
Небольшие скачки на этапе возрастания нагрузки - проскальзывание образца в губках захвата.
Итого - максимум 3185Н или 318.5кг! Более чем впечатляет!!!
Характер разрушения тот же самый, так что фото приводить не обязательно.

4. Измерение микротвёрдости поверхности по Виккерсу:
Имеем испытательный стенд, состоящий из микроскопа Axioscop MAT-2 с установленным на него микротвердомером MHT-10.

Параметры печати образца:
Температура головы = 250градусов;
Температура стола = 110 градусов;
Скорость печати 40мм/с;
Сопло = 0.4мм
Подача 100%
Заполнение 100%
Количество периметров = 3
Тип заполнения - крест-накрест под 45 градусов
Обдув выключен!

Ниже приведены несколько фотографий исследуемой поверхности при различном увеличении:
f94748ee3b7d0fabbc41df0e0e9809c8.jpg
acc4f6ccc9e124eacdacb7199f8ebc56.jpg
d638603b0c6ff690691cc6b1cb455bf4.jpg
49f8d1f83abd3dae903b5c51ed046d41.jpg
Как показывает предпоследнее фото, есть смысл увеличить процент подачи пластика.

Параметры нагружения:
Нагрузка = 100г;
Время приближения = 2с;
Время выдержки = 10с.

Ниже приведена схема измерения:
Она представляет собой прямоугольную матрицу 5х5 уколов (всего 25 измерений).

После проведённой серии измерений получены следующие результаты:
Усреднённое значение параметра микротвёрдости: 8HV (разброс составил от 7.5HV до 8.5 HV).
Значение параметра микротвёрдости на карбоновом волокне (см. фото ниже) - 10.9HV.
4eb26866cfbc305cbf8e32ec092ce5c7.jpg
Выводы:
1. Субьективно: материал очень приятный на ощупь и достаточно «скользкий» и гибкий. О хрупком разрушении речи идти не может.;
2. Объективно: количество присланного тестового материала достаточно для осуществления тестовых испытаний. Диаметр прутка стабильный на всём протяжении. Ориентация карбоновых волокон соответствует направлению движения сопла экструдера. Поверхность распечатки получается слегка (совсем-совсем) бугристая, что позволит лучше удерживать смазку в зане контакта трущихся частей!
3. По результатам стендовых испытаний делать однозначные выводы сложно, т.к. необходимо смотреть в каждом конкретном применении данного материала (Ведь не может же быть материал универсальным). Однако можно сказать, что материал показал себя с ОЧЕНЬ хорошей стороны. Вполне можно изготавливать не только детали, работающие на износ, но и элементы несущих конструкций.

Однако следует учитывать не только направление действующей нагрузки, но и направление волокон и конструкцию детали подгонять под эти два фактора. Например если бы испытательный образец на растяжение сделать не в форме песочных часов, а в форме обычного прямоугольного параллелепипеда, то он бы выдержал куда большую нагрузку!!! А если заполнение сделать не крест-накрест, а в виде концентрических линий, то, возможно, эта планка ещё бы выросла!

Ну и в качестве бонуса - :!:НОВИНКА:!: самопального производства!!!!!!!!!
PLA SuperCarbon!!! 8)
17a031a9e6b92c6f04cf15682ecb4372.jpg
d348b9113553065834083cd56796312b.jpg
cf0c39b86df3dbbcb8733fb280b8b006.jpg
fa7d9dc467ccbc751cd693f260552861.jpg
16cdf0854adb54e8b1a0aef07204b340.jpg

Материал получен при прочистке сопла экструдера после того, как присланный образец закончился :D:D:D:D:D
Всем спасибо за внимание! До новых встреч!
Подписаться на 3Dtoday
28
Комментарии к статье

Комментарии

20 Апр 10:30
2
Испытательному центру - привет!
20 Апр 10:31
0
Благодарствую! Всё сам делал на работе:)
20 Апр 10:59
2
Шедеврально! Занести в анналы!)))))))))))
20 Апр 11:48
0
Ну... в аналы, не в аналы, а иметь в виду стоит! Т.к. при проектировании реальных деталей очень поможет)
20 Апр 11:02
1
Интересно, на сколько хватит латунного сопла, прежде чем его начнет ощутимо "съест" таким филаментом.
20 Апр 11:18
2
ХЗ... Проверить этот факт пробника не хватит явно) Однако, поверьте мне, если делать изделия не на шару, а на продажу, то выручка даже с одного изделия покроет стоимость нескольких новых сопел, естественно купленных не в России :D
Так что это не существенно!!!
ИМХО
20 Апр 11:13
1
Невероятно познавательно и наглядно!
Пост достоен в вышей степени всех превосходных эпитетов! Супер полезная информация!
Отдельное спасибо за наглядность!
Огромное спасибо!!!
20 Апр 11:16
1
Благодарствую за высокую оценку!
20 Апр 12:00
1
отличный пост! плюс с меня!
20 Апр 12:24
1
Привет метрологам. Хорошая работа.
20 Апр 12:45
1
Отлично изложено! Прочитал с удовольствием, С-П-А-С-И-Б-О! :)
20 Апр 15:17
1
Прочитал с удовольствием! Очень познавательно!
Для других пластиков нет желания провести подобные эксперименты?
20 Апр 16:03
0
Желание есть всегда, но иногда работы столько, что и сам занят и оборудование занято :(
Я эти опыты делал почти 3 недели, когда работы там на 2 дня, т.к. то я занят, то стенды :D
Да и под микроскопом, я думаю, что ничего интересного не будет, т.к. из приведённых снимков PLA (если бы не "внедрённые" туда углеволокна) смотреть нечего.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Удержатель на катушку

3Dtoday за 60 секунд от 26 июня

Компания Rize 3D приступила к поставкам гибридных FDM/струйных 3D-принтеров Rize One

Наконец то первый масштабный 3D проект закончен. (подсветка салона)

3D печать для оLEDинения автооптики

3D-печать и лазерные представления