О влиянии термообработки на детали из инженерных смол и прочностные испытания Phrozen TR300

Как скажется на прочности готового изделия закалка в печи после привычной дозасветки?

Как зависит прочность детали из-под фотополимерника от ее ориентации во время печати?

Провел испытания и показываю результаты на примере смолы Phrozen TR300.

В организацию купили фотополимерник - Elegoo Mars 3 PRO и смолу Phrozen TR300.

Основная задача - печатать прочную мелочевку с высоким разрешением и стойкостью к температурам 100+ градусов.

Смолу выбирал, почитав прекрасные статьи mia3dprint

В скором времени после приобретения принтера и серии пробных печатей появилось несколько вопросов - их я вынес во вступление.

Заодно решили сравнить физмех c часто применяющимся у нас пластиком - ABS GF12 (TITAN от Филаментарно).

Про образцы

Поскольку самая частая причина разрушения детали - это излом, то и испытания проводились на трехточечный изгиб.

Образцы геометрически соответствуют ГОСТ 4648-2014

Подготовка образцов из смолы.

1. Вся смола из одной банки.

2. Температура окр. воздуха 25±1 градус

3. Половина печаталась горизонтально, на узком ребре, половина - вертикально

4. Печать производилась на принтере ELEGOO MARS 3 PRO 4K

Далее все образцы прошли дозасветку под УФ лампой ELEGOO MERCURY PLUS V2.0 в течение 15 минут (7.5 на одну сторону, затем образцы вставлялись в оправкуобратным концом и засвечивались еще 7.5 минут)

Затем часть деталей выдерживалась 1.5 часа при температуре 120 градусов, а часть при температуре 150 градусов 2 часа.

Обозначения образцов:

0_0 В - без выдерживания при температуре, печатались вертикально.

0_0 Г - без выдерживания при температуре, печатались горизонтально

120_1.5 В - выдерживались 1.5 часа при 120 градусах, печатались вертикально

120_1.5 Г - выдерживались 1.5 часа при 120 градусах, печатались горизонтально

150_2.0 В - выдерживались 2 часа при 150 градусах, печатались вертикально

Настройки печати образцов из смолы

Дозасветка в импровизированной оправке

Подготовка образцов из ABS.

Печать производилась на принтере 3DIY I3 STEEL 300.

Блок - вулкан, сопло 0.4мм каленое от треугольников.

Настройки:T=290° (для AБС много, но так рекомендует производитель)

слой 0.16мм

только периметры, все по 0.6мм

скорость 40

Ориентация при печати

Готовые образцы

Сразу уточню, что 150_2.0 Г не исследовались, так как разница между вертикальными и горизонтальными уже была выявлена и больше не интересовала

Ход испытаний

Так ломается образец из смолы:

А так из ABS:

ABS значительно более вязкий, смола разлетается с осколками и крошкой

РЕЗУЛЬТАТЫ

Сначала исходная таблица, если кому-то интересно поковыряться самостоятельно:

НАГЛЯДНО ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:

ВЫВОДЫ

1. Разница показаний в зависимости от ориентации несколько странная.По идее, горизонтальные должны быть прочнее.Чем объяснить - пока не понял.Но в целом разница не велика, и печатать можно в любом направлении.

2. Если требуется прочность, детали из высокотемпературных смол однозначно стоит подвергать термообработке.Очевидно, процесс полимеризации после УФ-засветки не останавливается, а температурой мы можем его ускорить.При этом результаты при 120 и 150 отличаются не так сильно, что говорит о том, что, вероятно, процесс полимеризации почти завершается на этих температурах.

3. Фотополимерка может быть достаточно прочной даже в сравнении с распространенными FDM материалами.