Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Прочностные свойства 3D-печатных поликарбонатов
  • УДК 691.175.5/.8
    doi: 10.33622/0869-7019.2024.06.59-65
    Кирилл Владимирович АВДЕЕВ1, зам. генерального директора - главный инженер, 6136133@mail.ru
    Екатерина Владимировна ДОМАРОВА1,2, инженер, старший преподаватель НИУ МГСУ, cathie_p@mail.ru
    Никита Андреевич КУДРЯВЦЕВ1, инженер, n.kudryavtsev@cniipz.com
    Максим Сергеевич КАЛИНИН1, инженер, maksikalinin@gmail.com
    Максим Евгеньевич КЕЙЗБЕРГ1, инженер, m.keisberg@cniipz.com
    1 Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений - ЦНИИПромзданий, 127238 Москва, Дмитровское ш., 46, корп. 2
    2 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. Представлен аналитический обзор исследований, посвященных изучению свойств 3D-печатного поликарбоната, а также изложены результаты испытаний на растяжение образцов, распечатанных на 3D-принтере. Цель работы - изучение свойств 3D-печатного поликарбоната для внедрения конструкций из данного материала в практику проектирования и строительства. Проведен цикл испытаний для оценки влияния параметров печати (вид решетки, угол поворота растра, процент заполнения образца) на значение разрушающей нагрузки. Исследовались три вида решетки - "треугольники", "соты", "сетка". Результаты испытаний показали, что процесс деформирования и разрушения образцов зависит от угла поворота растра и вида решетки. Повышение процента заполнения образца также оказывает влияние на максимальное напряжение, которое может выдержать образец. При этом для таких видов решетки, как "сетка" и "соты", повышение процента заполнения во всем исследованном диапазоне стабильно приводит к увеличению максимально допустимых напряжений, а для треугольной решетки рост наблюдался только до 80 % заполнения. В этой связи для внедрения в практику строительства конструкций, изготовленных с применением аддитивных технологий, необходимо дальнейшее изучение их физических и механических свойств при различных видах напряженного состояния.
    Ключевые слова: поликарбонат, 3D-печать, прочность, процент заполнения, вид решетки, испытания на растяжение
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Авдеев К. В., Тучин М. А., Океанов Г. В., Бобров В. В. К вопросу о перспективах применения модульных поликарбонатных систем в светопрозрачных ограждающих конструкциях // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 3. С. 8-12. doi: 10.33622/0869-7019.2022.03.8-12
    2. Океанов Г. В., Гранева А. В. Архитектурные и технологические особенности большепролетного светопрозрачного покрытия стадиона "Казань-Арена" // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 5. С. 13-18. doi: 10.33622/0869-7019.2021.05.13-18
    3. Лейкина Д. К., Океанов Г. В. Архитектура большепролетных светопрозрачных покрытий футбольных стадионов // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 6. С. 9-16.
    4. Quader Shurjeel A., Pothula N., Punna E. Experimental investigation of strength properties of 3D printed ABS composites [Экспериментальное исследование прочностных свойств ABS-композитов, напечатанных на 3D-принтере]. E3S Web of Conferences, 2021, vol. 309, pp. 8-16. doi: 10.1051/e3sconf/202130901148
    5. Bahar A., Belhabib S., Guessasma S. et al. Mechanical and thermal properties of 3D printed polycarbonate [Механические и термические свойства поликарбоната, напечатанного на 3D-принтере]. Energies, 2022, vol. 15(10), pp. 3686-3697. doi: 10.3390/en15103686
    6. Geng P., Zhao J., Gao Z.W. et al. Effects of printing parameters on the mechanical properties of high performance polyphenylene sulfide three-dimensional printing [Влияние параметров печати на механические свойства высокоэффективной трехмерной печати на основе полифениленсульфида]. 3D Printing and Additive Manufacturing, 2021, vol. 8(1), pp. 33-41. doi: 10.1089/3dp.2020.0052
    7. Божанов П. В., Трещев А. А. Определение прочностных критериев при возникновении пластических деформаций в поликарбонате // Инновации и инвестиции. 2018. № 12. С. 323-326.
    8. Марков А. В., Семеняк П. А. Растрескивание листового монолитного поликарбоната в напряженном состоянии // Тонкие химические технологии. 2018. Т. 13. № 3. С. 72-78.
    9. Авдеев К. В., Бобров В. В., Тучин М. А. [и др.]. Влияние температуры на физико-механические свойства монолитного поликарбоната // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2024. Т. 20. № 1. C. 73-83. doi: 10.22363/1815-5235-2024-20-1-73-83
    10. Khan M. M. K., Liang R. F., Gupta R. K., Agarwal S. Rheological and mechanical properties of ABS/PC blends [Реологические и механические свойства смесей ABS/PC]. Korea-Australia Rheology Journal, 2005, vol. 17(1), pp. 1-7.
    11. Zou R., Xia Y., Liu S. et al. Isotropic and anisotropic elasticity and yielding of 3D printed material [Изотропная и анизотропная эластичность и податливость материалов для 3D-печати]. Composites Part B: Engineering, 2016, vol. 99, pp. 506-513. doi: 10.1016/j.compositesb.2016.06.009
    12. Авдеев К. В., Тучин М. А., Бобров В. В. [и др.]. Испытания листового монолитного поликарбоната для конструкций покрытий // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 10. С. 56-61. doi: 10.33622/0869-7019.2022.10.56-61
    13. Коваленко Р. В. Современные полимерные материалы и технологии 3D-печати // Вестник Казанского технологического университета. 2015. № 1. С. 263-266.
    14. Rohde S., Cantrell J., Jerez A. et al. Experimental characterization of the shear properties of 3D-printed ABS and polycarbonate parts [Экспериментальная характеристика свойств при сдвиге деталей из ABS-пластика и поликарбоната, напечатанных на 3D-принтере]. Experimental Mechanics, 2018, vol. 58, pp. 871-884. doi: 10.1007/s11340-017-0343-6
    15. Bakэr A. A., Atik R., Цzerinз S. Mechanical properties of thermoplastic parts produced by fused deposition modeling: a review [Обзор механических свойств деталей из термопластов, полученных методом моделирования]. Rapid Prototyping Journal, 2021, vol. 27(3), pp. 537-561. doi: 10.1108/RPJ-03-2020-0061
    16. Isaac J. P., Dondeti S., Tippur H. V. Fracture behavior of additively printed ABS: effects of print architecture and loading rate [Поведение ABS-пластика с аддитивной печатью на разрыв: влияние структуры печати и скорости загрузки]. International Journal of Solids and Structures, 2021, vol. 212, pp. 80-95. doi: 10.1016/j.ijsolstr.2020.11.027
    17. McLouth T. D., Severino J. V., Adams P. M. et al. The impact of print orientation and raster pattern on fracture toughness in additively manufactured ABS [Влияние ориентации отпечатка и растрового рисунка на вязкость разрушения ABS-пластика, изготовленного с использованием добавок]. Additive Manufacturing, 2017, vol. 18, pp. 103-109. doi: 10.1016/j.addma.2017.09.003
    18. Nazir A., Jeng J.-Y. A high-speed additive manufacturing approach for achieving high printing speed and accuracy [Высокоскоростной подход к аддитивному производству для достижения высокой скорости и точности печати]. Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 2020, vol. 234(14), pp. 2741-2749. doi: 10.1177/0954406219861664
  • Для цитирования: Авдеев К. В., Домарова Е. В., Кудрявцев Н. А., Калинин М. С., Кейзберг М. Е. Прочностные свойства 3D-печатных поликарбонатов // Промышленное и гражданское строительство. 2024. № 6. C. 59-65. doi: 10.33622/0869-7019.2024.06.59-65

НАЗАД