Інформація
Реєстраційний номер
0223U004055,
,
Назва роботи
Новітні технології формування виробів з пластмас 3D друком та зварюванням
Керівник роботи
Юрженко Максим Володимирович, Доктор технічних наук
Дата реєстрації
22-08-2023
Організація виконавець
Юрженко Максим Володимирович
Опис
В роботі для виготовлення композитних матеріалів, філаментів на їх основі та 3D виробів з них використано полілактид (PLA) наповнений вуглецевим наповнювачем – технічною сажею (CB) з сегрегованою (впорядкованою) структурою. Виявлено, що вміст СВ у межах φ = 2,5–5 об.% у PLA матриці приводить до утворення суцільної електропровідної фази зі збільшенням електропровідності σdc вище порогу перколяції. Встановлено, що збільшення вмісту CB від φ = 1 об.% до φ = 7 об.% у композитах викликає незначні (через сегреговану структуру) фазові зміни в полілактидній матриці та покращує термічні властивості композитів. Були виготовлені електропровідні філаменти для 3D друку методом наплавлення (FDM) та проведено 3D друк ними. Електрична провідність змінюється в межах σdc = 3,1•10−11 − 10•10−3 См/см для філаментів і σdc = 3,6•10−11 − 8,1•10−4 См/см для кінцевих 3D виробів. Для виготовлення закладних нагрівальних елементів для зварювання деталей з полімерних матеріалів, в тому числі сформованих 3D друком в роботі створено та досліджено електротермічні процеси в пірорезистивних композитах на основі поліетилену високої щільності (HDPE), що містить 8 об.% сажі (CВ), 8 об.% вуглецевих волокон (СF) та їх суміші 4 об.% CB + 4 об.% CF. Показано, що після короткого часу нагрівання в зразку досягається рівноважна температура Тр. Завдяки PTC ефекту композити виявляють саморегулюючий ефект відносно Tр. Доведено можливість застосування таких пірорезистивних композитів для зварювання полімерних матеріалів за допомогою закладного нагрівального елемента (ЗНЕ) з пірорезистивного матеріалу. Дослідження сенсорних властивостей створених ЗНЕ показали також можливість їх застосування та високу швидкість зміни їх електричних параметрів при деформації як до, так і після зварювання, а відтак такі ЗНЕ можуть бути сенсорами для моніторингу якості та працездатності зварних з’єднань.