АБС филамент с сердечником из поликарбоната.

Elrenuir
Идет загрузка
Загрузка
29.07.2020
4034
43
Расходные материалы

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

25

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.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

25
Комментарии к статье

Комментарии

29.07.2020 в 21:15
0

А смысл такой кухни если на рынке миллион марок композиций ПК/АБС?!

30.07.2020 в 00:31
2

>> ... смысл такой кухни ...

Приведи три примера, "умник".

Доступных в ценовом сегменте средней полосы ;-)

Держи минус за недоказанность.

ski
30.07.2020 в 08:19
-2

https://www.ultrapolymers.com/ru

https://www.resinex.ru/

https://www.albis.com/en

Пожалуйста "тупик" , у каждого поставщика будет по 20-30 марок на любой вкус с однородным ПТР, а не вот эта субстанция не понятно для каких целей, в общем бред...

Данная технология применяется для производства конечного продукта, а не вот это вот всё :))

30.07.2020 в 08:25
4


вообщем


Так. А теперь медленно, без резких движений положите эту лишнюю букву "О" на пол


01.08.2020 в 16:46
0

согласен. хватает и прутков pc/abs уже на рынке. танцы с бубном

29.07.2020 в 22:14
2

Не нашёл в тексте упоминания процесса запекания, как по мне ключевой недостаток всей идеи - 4.5 дня как у Штефана это как-то очень долго, слои должны не просто спечься, там на выходе должна быть деталь как после литья под давлением :) Ну и в идеале печать на прюше должна быть без видимой усадки, тогда хоть как-то можно отбить стоимость печи и время на изготовление детали. 

P.S. Поликарбонат в лаборатории Novaprint это хорошо, пахнет новыми пластиками :))

30.07.2020 в 09:49
1

Запекание мы пока и не делали) потому что особо не видел смысла. У Штефана это например ничего не дало. Хотя по идее это должно убрать механические напряжения которые появляются во время печати.

Мне интересна эта тема своими возможностями. Например если сделать верхний слой из высокотеучей марки с определенными добавками, должна возрасти адгезия слоев и без нагрева. Ну или например интересный факт того, что усадка при печати таким материалом получилась гораздо меньше чем я думал. Мне так думается из за того что для поликарбоната это достаточно низкая температура.

29.07.2020 в 23:49
2

У меня вопрос - а пробовали сделать не АБС+ (который с техническим углеродом, не абразивный и с минимальной усадкой), а PC+? С тем же техническим углеродом?

Просто я предметно представляю себе свойства ПК как пластика и если уж мне нужен ПК, то смесь с АБСом, ему никаких позитивных свойств, в которых чистый ПК силён, ему не добавит. Скорее усреднит. А кому нужен средненький ПК, который ещё и печатается не сильно проще? А если к ПК добавлять обычный АБС, это не сильно повысит простоту печати этим капризным пластиком, но понизит свойства. В общем - никакая популярность уже существующих смесей АБС+ПК тому наглядная иллюстрация. Да, я понял что вы надеетесь избежать этого прекрасного эффекта "АБС+ПК взял все худшие свойства от своей основы, а лучшие свойства и не подумал брать", но вот не понимаю как вы надеетесь этого избежать.

30.07.2020 в 09:54
1

Чичтым ПК на обычном принтере не попечатаешь.

А АБС/ПК, пусть с некоторой натяжкой, обеспечивает лучшие механические свойства по сравнению с АБС, хоть и на предельных для классического принтера параметрах печати.

30.07.2020 в 09:56
0

Печатается коаксиальный сильно проще. Чистый ПК только в закрытой нагреваемой камере имеет смысл из за усадки. 

Про ПК+ мы уже думаем. Правда технический углерод ему особо не поможет от главной болячки - высокой усадки. Тут нужно волоконное наполнение. Мы рассматриваем эту идею, но все волокнонаполненные марки ПК будут гораздо более хрупкие и с прочность в лучшем случае +10%. Еще можно сделать коаксиальный ПК с сердечником из еще более высокотемпературоного материала. Всё зависит от задачи. 

Вот под какие задачи вам нужен ПК или ему подобный компаунд? 

30.07.2020 в 12:51
1

Напечатал из чистого ПК на пробу пару образцов сломать и расплавить, пару кронштейнов в сушку на работу и шестерёнку, и с тех пор  у меня почти не тронутая катушка ПК валяется :-)

Убедился что он слегка более термостойкий чем АБС, попрочнее, шестерёнка вроде бы ходит не хуже чем парная ей из ПА.

Но в целом не совсем понял зачем ПК может быть нужен при печати. Даже у чистого ПК свойства не настолько выше, чтобы им заморачиваться, а уж в смеси там свойства будут гомеопатически лучше, как мне кажется.

Сейчас хочу попробовать GF-30 от филаментарно. Если там не будет подводных камней кроме дикой абразивности, то так у меня катушка ПК и останется валяться в запасах без дела. Если у GF-30 будут подводные камни, то может придётся тут пару кронштейнов для работы печатать из ПК (температура рабочей зоны почти 80 градусов, а из люминя изготовить пипец как дорого будет, так как нужны сложные формы).

Так что я вас не обрадую - я вот пока не знаю зачем мне ПК нужен при печати и стоит ли его покупать, даже если он будет вполне неплох :-) Хотя и имею возможность им хоть что-то напечатать.

П.С.Там внизу говорят что эта композиция может работать не как смесь ПК/АБС, а почти как чистый ПК. Тогда я бы взял на пробу катушку для печати кронштейнов и разных крепежей туда, где температура нужна до 80-90 градусов с нагрузками на изделие. Потому что сейчас это приходится делать с теми или иными абразивами, а это сразу износ сопел и шестерён фидера.

30.07.2020 в 13:28
1

слегка более термостойкий чем АБС, попрочнее
Даже у чистого ПК свойства не настолько выше, чтобы им заморачиваться

Ну вот... хреновый ПК Вам достался.

Вот расположение детали при печати:

А вот так вот я эту деталь жмякал:


Попытайтесь повторить подобное с ABS.

Публикация была ТУТ

стоит ли его покупать

Я для себя выводы сделал. К сожалению - именно этот полимер мне больше "не купить", так как давили его мне из литьевых гранул на заказ.

30.07.2020 в 14:32
0

Ух ты, цветной PC. Вообще материал экзотический, а уж цветного ПК для принтеров мне вообще не попадалось на глаза, не то что купить.

Вообще этот самый ПК, когда ты его в листах покупаешь, он может иметь довольно разные свойства, в зависимости от присадок. Так что и с пластиком под 3д печать, полагаю, от производителя и рецептуры тоже будет очень много зависеть + те образцы что выпускались ранее производителями, сделали материалу не самую лучшую рекламу.

30.07.2020 в 15:21
0

Вообще ПК очень ценный полимер, но методы его синтеза (в газовой или жидкостной среде), как и методы изготовления изделий из него (литье или экструзия) приводят к существенному разбросу физико-механических свойств. Конкретно этот полимер отлично укладывался при Tэкструзии в диапазоне от 275 до 295 С (при 295 наблюдался эффект стекла по свариваемости), относительно легко и с хорошим качеством поверхности отделялись поддержки. Из недостатков:

- T стола +140 С (не каждый принтер может);

- T камеры +70...+90 С;

- каждая третья печать приводит к снятию детали с кусками стекла;

- при переэкструзии накопившаяся "дуля" с сопла приваривается к детали в случайном месте и при "спотыкании" сопла о него получается отличный такой сдвиг слоев.

30.07.2020 в 15:30
0

GF30 Достойный материал, будет гораздо более ударопрочен и в плане на разрыв прочнее и лучше адгезия слоев при печати. Но у него есть и минусы. В сравнении с ним у этого материала есть некоторые преимущества: замечательная обрабатываемость (шкурится, сверлится, режется и т.д.), легкое удаление поддержек, скорее всего бОльшая термостойкость под нагрузкой, меньше чувствителен к влаге (нет необходимости сушить).

ПК мы делали пруток пробный из литьевой марки - та же история что и ПЕТГ, печатная деталь гораздо более хрупкая чем литьевая из за долгого остывания и кристаллизации.

30.07.2020 в 00:23
1

Благодарю, порадовали складной научной терминологией, и я очень рад, что угадал с затронутой на нашем ресурсе - тематикой.

 

Патентоведением заокеанским лично я не страдаю от слова "совсем", и потом,

 


 

Про конструкцию "разрывной машины" Стефана я писал зимой, находится по ключевом слову "Дыба".

Наверняка у Вас есть возможность собрать незадорого подобную экспериментальную установку.

Пожелаю Вам удачи!

С Уважением,

Ski.

ski
30.07.2020 в 09:59
1

Спасибо на добром слове) Гляну вашу "Дыбу"))

Сейчас это был вариант совсем по быстрому на "коленке", что бы можно было хоть как то по быстрому сравнить материалы между собой. 

30.07.2020 в 00:58
0

Так нигде и не нашёл вменяемого объяснения, точнее никакого объяснения зачем такое извращение?

Что мешает вместо специальных оснасток и танцев с бубном при производстве этого чуда, просто смешать полимеры в процессе плавки?

Кроме того, нет никакой гарантии, что в процессе печати материал будет нормально перемешиваться, особенно на соплах большого диаметра и в результате мы будем иметь деталь с неоднородной структурой и непредсказуемыми свойствами в зависимости от конкретно места на детали.

30.07.2020 в 07:23
2

"Объясняю на пальцах - средний видишь?"

это шутка юмора, не принимайте на свой счет, просто вспомнилось выражение.

Смысл подобной композиции, что отдельные структуры ПК и отдельные структуры АБС показывают на макроуровне более лучшие механические свойства, чем идеально перемешанный сплав. ABS/PC и просто PC я печатаю давно и с удовольствием хотел бы оценить возможности и этого полимера.

Это первый слой.

Второй слой - когда "Новапринт", пользуясь данной наработкой, освоит коэкструзию, например, жутко армированного (30,40 и более % волокна) полимера с покровным ненаполненным слоем. От чего вижу только плюсы:

- высокия жесткость и прочность за счет высоконаполненной матрицы;

- отсутствие торчащего наружу волокна и абразивных свойств изделия;

- неломкость прутка (ПА, ПК, АБС с наполнением >30% очень хрупкие);

- целостность подающих барабанчиков в экструдере, которые высоконаполненными пластиками просто пожираются;

- бОльший ресурс сопел и термобарьера, возможна печать простыми нержавеющими соплами.

По поводу

"неоднородной структуры"

- структуры сечением менее 5 мм2 по технологии FFF даже из однородного прутка страдают от прочности. Можно поискать, но на тот же PEEK кто-то из именитых производителей не гарантирует прочности по Z при сечении детали менее 25 мм2.

30.07.2020 в 09:57
0

- отсутствие торчащего наружу волокна и абразивных свойств изделия

Вот до меня не сразу доперло, спасибо за пояснения! Это же какая бомбическая тема будет -

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


30.07.2020 в 10:10
1

Про пальцы прикольно))

Но если вернуться к теме, то тут не так все просто. В целом у нас валяется несколько мотков коаксиального полиамида с сердечником из 30% наполненного. Пруток гладкий гладкий)) Но, при печати например кубиков, по какой то причине получаются грани с разной шероховатостью - одна очень гладкая и противоположная совсем шершавая с торчащим стеклом. Пока не очень понятно как с этим бороться. Такая фигня видимо происходит от очень большой разницы в жесткости материалов сердечника и внешнего.

Пызы. Обязательно пришлём тебе моточек на пробу)

30.07.2020 в 19:19
0

Пока не очень понятно как с этим бороться.

Сопло 0.8 мм с толщиной слоя в 0.35

Для крупных деталей - самое то.

И второе - качество внутренней поверхности сопла. Возможно - был дефект, закручивавший экструдируемую "колбаску"?

30.07.2020 в 21:39
0

C дефектом возможно, хотя по моему это на разных принтерах повторялось. С толстым слоем не пробовал печатать. Еще возможно не подобрал текучесть правильно - до сих пор не очень понял должна быть меньше или больше сердечника.

30.07.2020 в 10:04
1

Тут весь сок в том что материалы не должны смешиваться при печати они так и укладываются (смотри срез профиля микролопатки). Получается эдакая вариация на тему "Дамаска".

30.07.2020 в 07:42
0

1. Пластик должен извергаться из хота медленно и горячо, чтобы спечься слоям и получить прочность, а головка должна ходить медленно, чтобы получить геометрическую точность изделия.

2. Пластик должен извергаться из хота быстро, головка должна ездить быстро, чтобы получить производительность для серии.

ТРИЗовцы - фас!))

30.07.2020 в 08:05
0

Незачет...

Любой ТРИЗовец сходу объяснит, что надо увеличить количество головок до бесконечности, а их размер уменьшить до бесконечности - т.е. заменить филамент порошком или жидкостью, а нагреватель - лазером, точечным нагревом или засветкой.

Т.е. перейти на другую технологию.

30.07.2020 в 23:12
1

Это будет обычное литье в формы. Мгновенная заливка, качество выше, цена копеечная.

31.07.2020 в 07:34
0

Близко, но увы... нет достоинства 3D_печати - возможность изготовления единичного екземпляра.

31.07.2020 в 07:35
1

цена копеечная

и у форм?


30.07.2020 в 10:48
-2

И на кой всё это? Вы сначала найдите хотяб чистый ПК в продаже, а не ту мешанину что под его видом продают с температурой экструзии 270 градусов )))))))) Или опять нищеброды с прюшами хотят поиграться чтоб печаталось и не отлипло?

Если ваш принтер стабильно печатает поликарбонатом, то вам АБС в принципе не особо то и нужен потому как ПК во всём его превосходит кроме цены. 

30.07.2020 в 12:56
1

Стабильная печать чистым ПК - это круто. Это надо камеру градусов под 110 греть. У меня 60-65 градусов, печатать ПК получается, но АБС намного удобнее :-) И у АБСа бывают любые цвета, а это защищает АБСку от УФ света. А ПК только натуральный и он от УФа приходит в негодность капец как быстро. Я выложил весной на окно куски от сломанной печатной из ПК детальки, так они ощутимо изменились к концу июня, став намного хрупче. Рядом лежали белые (не натуральные) детальки из АБС и ПЛА - им хоть бы фиг.

30.07.2020 в 12:57
1

Всякий инструмент под свою задачу) Для какой задачи вы бы использовали ПК?

30.07.2020 в 13:30
4

нищеброды с прюшами

держите за снобизм заслуженное

30.07.2020 в 15:36
0

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

Скажите, а ведь вся суть этого сендвича в том, что бы на более низкой температуре гарантированно спекать слои между собой?

То есть суть, это подобрать  пару из двух материаллов, которые на одной и той же температуре становятся один очень липким и обладает хорошей межслоевой адгезией, а второй становится достаточно эластичным для деформации без попыток "прорезаться" через внешний слой? 

Я про то, что материалам необязательно быть "совместимыми" по "спекаемости" между собой и мы можем увидеть допустим pla+abs или pla+sbs в ближайшее время?

30.07.2020 в 21:42
0

Изначально да, так и было задумано. Но материалы должны быть совместимы, иначе верхний слой будет просто слезать. Я пробовал так сделать ПП с внутренностью из ПА6. Получилась фигня. В принципе можно сделать очень тонкий сердечник, но он тогда минимально влияет на прочность и усадку.

30.07.2020 в 22:02
0

А если не секрет зачем такой огород? ПП + ПА даже при соэкструзии скорее всего не слипнуться из-за большой разницы в усадке. 

31.07.2020 в 13:16
0

защита от влаги) что бы не сушить

30.07.2020 в 21:13
1

Теоретически внутри плавкой оболочки может быть неплавкая струна

30.07.2020 в 21:46
1

Да, называется Маркфордж принтеры с непрерывным жгутом углеволокна внутри.

01.08.2020 в 12:46
0

Так то принтеры, а здесь речь о филаменте. То есть любой принтер смог бы им печатать в теориии.

02.08.2020 в 11:32
0

тогда нужно будет в мануальном режиме отрезать этот сердечник от сопла при переносе в другое место, а так в принципе да, возможен такой вариант. И еще один нюанс, сопло должно будет быть 1,75 мм в диаметре. Иначе будет неравномерная скорость выхода материала и сердечника.

03.08.2020 в 21:51
1

Спасибо, у вас отличные статьи и исследования, прочитал все 3. Научный подход и правильно проведенные измерения, грамотный русский, всё коротко и по делу.

04.08.2020 в 10:42
0

Благодарю за добрые слова) 

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

"Погода сегодня лётная!!!"

Обзор обновления Fusion 360 Август 2020

Я твой помошник

Коромысло Мини .VS. Эндор V2

Flying Bear Ghost 5! Распаковка (Unboxing) и первые выводы

Летняя скидка на филаменты от Filamentarno!