Вплив параметрів адитивного формування на електричні властивості графітонаповненого композиту на основі полілактиду

Abstract

Мета роботи – дослідити вплив параметрів адитивного формування на властивості антистатичної композиції на основі полілактиду (ПЛА). Поверхневий та об’ємний електричний опір визначали за ASTM D257. Досліджено вплив параметрів адитивного формування на електричні властивості графітонаповненого композиту на основі полілактиду. Виявлено, що величина питомого опору суттєво залежить від умов друку, а саме температури, швидкості, товщини шару. Підвищення температури друку сприяє зниженню питомого опору зразка. Зниження товщини шару полімеру також дозволяє знизити питомий опір при швидкості друку в межах 3000 мм/хв. Виявлено, що питомі електричні характеристики суттєво відмінні на площині зразка, що зазнає контакту з платформою для друку. Концентричний спосіб укладання шарів розплаву полімеру менш ефективний з точки зору питомого опору, ніж взаємоперпендикулярний. Виявлено, що питомий електричний опір зразків виготовлених з матеріалу для 3D друку, що попередньо піддавався висушуванню нижче за опір зразка виготовленого з несушеного матеріалу. Програмована зміна параметрів 3D друку дозволяє керовано регулювати питомий опір графітонаповненого композиту на основі полілактиду в діапазоні трьох порядків та одержувати вироби, що володіють властивостями від антистатиків до статично дисипативних матеріалів. Адитивне виробництво дозволяє одержувати вироби потрібної конфігурації з регульованими електричними властивостями. Досліджено особливості зміни антистатичних властивостей полімерного композиту в залежності від умов адитивного формування дослідних зразків. В залежності від застосовуваних параметрів адитивного формування можна отримувати вироби з властивостями від антистатиків до статично дисипативних матеріалів. Відпрацьовано технологічні режими адитивного формування виробів з композиту на основі полілактиду та графіту. Оцінено енергозатрати на адитивне формування виробів різної маси.

Цель работы – исследовать влияние параметров аддитивного формирования на свойства антистатической композиции на основе полилактида (ПЛА). Поверхностное и объемное электрическое сопротивление определяли по ASTM D257. Исследовано влияние параметров аддитивного формирования на электрические свойства графитонаполненного композита на основе полилактида. Выявлено, что дельное сопротивление существенно зависит от условий печати, а именно температуры, скорости, толщины слоя. Повышение температуры печати способствует снижению удельного сопротивления образца. Снижение толщины слоя полимера также позволяет снизить удельное сопротивление при скорости печати в пределах 3000 мм/мин. Выявлено, что удельные электрические характеристики существенно отличные на плоскости образца, подвергнутого контакта с платформой для печати. Концентрический способ укладки слоев расплава полимера менее эффективный с точки зрения удельного сопротивления, чем взаимноперпендикулярный. Выявлено, что удельное электрическое сопротивление образцов, изготовленных из материала для 3D печати, который предварительно подвергался сушке ниже, чем сопротивление образца изготовленного из несушеного материала. Программируемое изменение параметров 3D печати позволяет целенаправлено регулировать удельное сопротивление графитонаполненного композита на основе полилактида в диапазоне трех порядков и получать изделия, обладающие свойствами от антистатиков к статически диссипативным материалам. Аддитивное производство позволяет получать изделия нужной конфигурации с регулируемыми электрическими свойствами. Исследованы особенности изменения антистатических свойств полимерного композита в зависимости от условий аддитивного формирования опытных образцов. В зависимости от применяемых параметров аддитивного формирования можно получать изделия со свойствами от антистатиков к статически диссипативным материалам. Отработаны технологические режимы аддитивного формирования изделий из композита на основе полилактида и графита. Оценены энергозатраты на аддитивное формирование изделий различной массы.

Investigate the effect of additive formation parameters on the properties of an antistatic composition based on polylactide (PLA). Surface and bulk electrical resistance were determined by ASTM D257. The influence of additive formation parameters on the electrical properties of graphitefilled composite based on polylactide has been studied. It was found that the value of resistivity significantly depends on the printing conditions, namely the temperature, speed, thickness of the layer. Increasing the printing temperature helps to reduce the resistivity of the sample. Reducing the thickness of the polymer layer also reduces the resistivity at a print speed within 3000 mm / min It was found that the specific electrical characteristics are significantly different in the plane of the sample in contact with the printing platform. Concentric method of laying layers of polymer melt is less effective in terms of resistivity than mutually perpendicular. It was found that the electrical resistivity of samples made of material for 3D printing, which was previously subjected to drying below the resistance of the sample made of undried material. The programmed change of 3D printing parameters allows to control the specific resistance of graphite-filled composite based on polylactide in the range of three orders and to obtain products with properties from antistatic to statically dissipative materials. Additive production allows to obtain products of the desired configuration with adjustable electrical properties. The peculiarities of the change of antistatic properties of the polymer composite depending on the conditions of additive formation of experimental samples are investigated. Depending on the applied parameters of additive molding, it is possible to obtain products with properties from antistatic to statically dissipative materials. Technological modes of additive molding of composite products based on polylactide and graphite have been developed. Energy consumption for additive formation of products of different mass is estimated.