АБС филамент с сердечником из поликарбоната.

Не так давно на глаза мне попалась статья о двухкомпонентном филаменте https://3dtoday.ru/blogs/ski/stoykost-makaroshek. В этой статье автор приводит ссылки на исходную статью в научном журнале и на мой взгляд очень интересную попытку одного немецкого блогера повторить эту работу. Так получилось, что я как раз занимаюсь разработкой разных термопластичных композитов для 3д печати, и тема двухслойных филаментов знакома мне не по наслышке и не первый год. Правда наша команда такой набор материалов как приводят в статьях не пробовала. Решил - а мысль интересная, нужно попробовать. Сказано - сделано.

Не буду утомлять читателей разными подробностями изготовления. Коротенько поясню что с помощью двух экструдеров соединяемых через специальную оснастку и процесса называемого "соэкструзией" как раз и получают подобные двух и более слойные продукты. Например пищевая упаковка состоит из нескольких повторяющихся слоев полиэтилена, этиленвинилацетата, полиамида и других.

В качестве подопытных выбрали ударопрочный АБС марки Магнум с пониженной эмиссией вредных веществ и ударопрочную же марку поликарбоната Трирекс. По замыслу такая комбинация должна хорошо сработать на синергию.

Скажу сразу, нам ещё есть куда стремиться (например равномерность покрытия верхнего слоя еще не очень, и разброс диаметров филамена оказался крепким орешком и пока не удалось сделать пруток лучше чем +/- 0.15). Но в целом с этим материалом уже можно работать.

На фото срез полученного филамента пробной минипартии. Отчетливо виден сердечник из прозрачного поликарбоната покрытый непрозрачным светлым слоем АБС.

Поэкспериментировав с разными соотношениями слоёв мы остановились на 60:40 (ПК/АБС).

Материал получился достаточно интересным, я бы сказал с потенциалом. Слои сцеплены очень прочно, деламинация почти не происходит. Приемлемое сваривание слоев и усадка. Я бы назвал этот филамент - "АБС на стероидах".

3Д Бенчи напечатанная на открытом дрыгостоле Аникубик. Покрытие стола БФ-2, температура стола 100С, температура сопла 250, сопло 0.6, слой 0.15мм, скорость 50-30 мм/с.

В данный момент нам недоступно тестирование на разрыв на профессиональном оборудовании, поэтому я сделал несколько предварительных тестов на разрыв минилопаток с помощью обычного безмена (этот конечно не профессиональная разрывная машина, на дать порядок величины вполне может). Прочность оказалась практически на уровне заявленной Стефаном (~45 МПа) и практически на одном уровне с нашим стеклонаполненным полипропиленом. Такая прочность была ожидаема (Хотя мне конечно хотелось бы 55 :), так как прочность печатного АБС порядка 30МПа, а поликарбоната в районе 60МПа.

Минилопатка после разрыва. Сделал пять штук, все разрывало на уровне 16-17 кг.

Срез шейки минилопатки под  просвечивающим микроскопом. Отлично видно прозрачные области с ПК.

Фото среза минилопатки с китайского USB микроскопа.

Внешний вид пробного мотка двухслойного прутка АБС/ПК

Хоть пруток пригоден для печати и при 250С, все таки для лучшей спекаемости слоев рекомендую температуру печати больше 250 (например 270С).

Термостойкость еще будем тестировать.

В целом материал меня лично порадовал и наверняка найдет свою нишу. Хотелось бы услышать в комментариях соображения на эту тему.

В планах: опробовать стеклонаполненный поликарбонат, и возможно АСА в качестве внешнего слоя.

ПС. К слову у нас весной даже был подан патент на многослойный пруток для 3Д печати, правда для наполненных коротким волокном композитов. А исполнение из материалов подпадает под дейвствие штатовского патента, который на данный момент действует и на территории РФ.