Тест заказной POM-like смолы в домашних условиях

Я в своих заметках часто упоминаю "POM-like" фотополимерную смолу, т.к. она является универсальной и основной при печати функциональных изделий, от мелких шестерней до крупных корпусных изделий (размером более 20 см).

Ниже указаны характеристики, полученные в лабораторных условиях при соблюдении всех условий эксплуатации.

Вязкость в жидком состоянии (при Т +25С): 400+/- 30 cps.

Плотность в жидком состоянии при (при Т +25С): 1,15-1,3 г/см3.

Прочность изделия при растяжении (при Т +25С): 70-80 Мпа (ASTM).

Прочность изделия при изгибе (при Т +25С): 75-95Мпа

Твёрдость изделия по Шору (при Т +25С): 85D

Удлинение перед разрывом (при Т +25С): 110-115%

Ударная прочность изделия (при Т +25С) по Изод (ASTM) с надрезом: 45 J/m

Объёмная усадка при печати: 2-2,5%

Линейная усадка при печати: 1-1,5%

Температура начала размягчения (TG): +105С - +120С

Температура потери формы изделия без нагрузки: +150С в течение 5 - 10 секунд.

Максимальная температура продолжительной эксплуатации изделий под нагрузкой 0,45 MPa: +85С

Стойкость к спиртам: хорошая

Стойкость к топливу и техническим маслам: Хорошая.

Стойкость к ацетону и растворителям серии 6хх: хорошая.

Стойкость к этилацетату: низкая.

А какие характеристики отпечатков из этой смолы можно получить в домашних условиях?

Один из коллег, взявший на пробу такую смолу провёл тестирование прочности отпечатков на разрыв, устойчивость к трению с мелкозубой латунной шестернёй, и устойчивость к растворителям (ацетон, растворитель 646).

Для сравнения были взяты смолы JangHE Art Engineering и Chitu Conjure Rigid (коллега не знал, но это фактически одна и та же смола с ребрендигом для Chitu :) )

Краткая таблица сравнения основных параметров смол в таблице ниже (данные производителей взяты из официальной документации).

Печать всех подопытных образцов из POM-like произведена на принтере Anycubic Photon Mono 2 с временем экспозиции нормального слоя 4,5 секунды.

Для тестирования прочности на разрыв били напечатаны вот такие тестовые пластинки с поперечным сечением 8 мм2 (4 мм х 2 мм).

Сам процесс тестирования осуществлялся с помощью вот такого самодельного стенда

Для обеспечения равных условий на первом этапе тестовые пластинки из всех смол дополнительно обрабатывались после печати ультрафиолетом в течение 10 минут с каждой стороны.

Обработка проводилась дешёвой УФ-лампой для маникюра (предположительно 365-385 nm).

Результат тестирования в таблице ниже.

Однако, подобная обработка отпечатков из POM-like смолы не отвечает требованиям руководства по эксплуатации.

Для окончательной полимеризации внешних и внутренних слоёв изделия из POM-like смолы необходимо провести дополнительную обработку УФ-излучением, с волной светового излучения 365 - 405 nm, в течение не менее 40 минут для смолы белого цвета и не менее 60 минут для смолы чёрного цвета (увеличение продолжительности УФ-обработки на 10-20 минут не ухудшает свойства отпечатков) излучателем с мощностью излучения 40 mW/cm2 на дистанции от изделия 10 см (соответствует излучению в центре платформы Anycubic Wash & Cure 2 (ниминальная мощность 40 Ватт)).

В случае использования излучателя меньшей/большей мощности следует пропорционально увеличивать/уменьшать время обработки.

Для придания изделию максимальных эксплуатационных свойств после проведения дополнительной обработки УФ-излучением следует выдержать изделие при температуре +100С в течение 30 – 40 минут, а затем обеспечить плавное понижение температуры в течение не менее 60 минут.

Новые образцы после печати были обработаны УФ-лампой по 20 минут с каждой стороны.

Результаты в таблице ниже.

В итоге, даже с отступлениями от оптимальных условий постобработки, удалось получить прочность на разрыв близкую к прочности PETG, и превосходящую прочность на разрыв сравниваемых смол более чем в 2 раза.

Если сравнить с индустриальными смолами от Harzlabs (данные из TDS), то получим результаты, указанные в таблице ниже.

На мой взгляд, совсем не плохие результаты, особенно с учётом того, что POM-Like смола в розницу обходится в 2 раза дешевле.

К сожалению, данных о DHT при 0,45 МПа для смол от Harzlabs найти не удалось. Если кто-то обладает такими данными, прошу поделиться.

Теперь про износ в парах трения.

Тестирование проводилось методом печати шестерни с модулем зуба 0,6, с последующей эксплуатацией на RC гоночной машинке без использования смазки (открытый редуктор).

Шестерня непосредственно работала в контакте с приводной шестернёй из латуни на валу электродвигателя с максимальным числом оборотов 10 000 RPM.

При поддержании число оборотов до 5000 RPM шестерня из POM-like работала до разряда батареи (около 2 часов).

При поддержании число оборотов около 10 000 RPM зубья шестерни сносились за 1 минуту.

Для примера покажу результат работы ролика из POM-like смолы после работы на стальном валу без смазки на скорости от 5 000 до 10 000 RPM в течение недели.

Самое "забавное", что клиент расточил отверстие с 10,05 мм до 10,35 мм, и ролик в таком виде работал 1,5 месяца.

Дополнительно упомяну, что в инструкции по эксплуатации не рекомендуется использовать POM-like смолу для изготовления элементов пар трения, работающих на скоростях выше 1500 RPM и в отсутствии смазки.

P.S. Материалы тестирования предоставлены энтузиастом масштабного моделирования Антоном Самуйловым. 

Материалы и указание имени тестровщика публикуются с его разрешения.