Хотите использовать 3D принтер в производственных целях, но все еще сомневаетесь? Либо же уже производите, но не можете определиться с самым стойким материалом? Сегодняшняя статья подведет для вас итог по устойчивости материалов для FDM-печати, ссылаясь на самые разные тесты и испытания.
ПЕРВЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ: Испытание на сжатие
Специально для него были напечатаны цилиндры одинаковой формы, но из 15 разных материалов, предназначенных для FDM-печати.
Проводили краш-тест с помощью электромеханической испытательной машины EUROTEST T-50, нагрузка которой доходит аж до 5 тонн.
Испытание проходило в 3 этапа:
1. Испытание на прочность 15 различных материалов (от ABS до TPU)
2. Проверка влияния типа заполнения на величину прочности на сжатие
3. Проверка влияния высоты слоя на прочность и сжатие
Твердые материалы
1.«Formax», REC (ABS+CF30%) — 1130,55 кг
2. Ultran (PA6+CF30%) — 1053,02 кг
3. REC (PA12+GF)— 906,39 кг
4. FiberForce (PA12+GF) — 819,27 кг
5. ABS — 809,93 кг
6. ASA — 798,42 кг
7. Relax (PETG) — 780,39 кг
8. Friction (PA12) — 712,92 кг
9. PU+CF5% — 667,26 кг
10. PP+GF — 427,48 кг
11. PP — 356,61 кг
Эластичные материалы
1. Total GF-30 (TPU+GF 30%) — 272,51 кг
2. TitiHard (TPU D-70) — 237,42 кг
3. Sealant (TPU A-85) — 18,22 кг
Разные типы заполнения
Влияет ли тип заполнения на величину прочности на сжатие? Об этом — далее. Все цилиндры печатались из PETG.
1 место: 3D соты — 1444,98 кг
2 место: Соты — 866,68 кг
3 место: Героидное — 668,43 кг
4 место: Line — 259,12 кг
5 место: Линейное — 201,87 кг
По результатам этого эксперимента, наиболее эффективный тип заполнения для функциональных деталей — 3D соты, выдержав нагрузку почти в 1,5 тонны.
Разная высота слоя
Тут мы проверили, есть ли зависимость от высоты слоя при одинаковом заполнении и сопле. Все цилиндры также печатались из PETG.
100 мкм — 639,01 кг
300 мкм — 591,72 кг
400 мкм — 572,43 кг
200 мкм — 513,02 кг
500 мкм — 499,52 кг
600 мкм — 473,00 кг
В целом, взаимосвязь прочности от высоты слоя заметна довольно слабо. Однако, образцы 0,1 и 0,3 мм проявили себя чуть лучше.
ВТОРОЙ ЭКСПЕРИМЕНТ…
… крайне не рекомендуется повторять самостоятельно.
Мы напечатали специальные стропы, идентичные металлическим, использующимся в производстве. Эти звенья являются переходниками между подъемным краном-балкой и его крюками и выдерживают аж две тонны.
И, как вы думаете, чем мы занялись после печати?
Каждому ведь очевидно — приехали на строительную базу и начали проверять стропы в привычных для них полевых условиях. Ну, а чего вы ждали?
Материалы, которые порвались:
- Total GF-30 (TPU 30% стеклонаполненный) > 1418 кг, но < 2 тонн(не порвался, но больший вес нагружать не стали)
- TitiHARD Flex (TPU D-70) — ~1156 кг
- ABS — ~618 кг
- Eternal (ASA) — ~604 кг
- Total CF-5 (PU 5% угленаполненный) — ~574 кг
- Sealant (TPU А-85) — ~478 кг
- Ultran (PA6 30% угленаполненный) — ~460 кг
- PLA — ~306 кг
- Relax (PETG) — ~288 кг
- Friction (PA12) — ~260 кг
Материалы, которые сломались:
FiberforceGlassfiber (PA12 30% стеклонаполненный) — ~700 кг
FiberforceNylonfiber (PA12 30% угленаполненный) — ~400 кг
«Formax», REC (ABS 30% угленаполненный) — ~282 кг
Третий эксперимент…
…действительно опасен для жизни!
Для участия в нем был приглашен профессиональный альпинист.
Суть в том, что мы распечатали модель пластины-крепления для троссов и испытали их в реальных условиях спуском с 20 этажа (разумеется со страховкой)
В ходе спуска деталь немного вытянулась, но никаких предпосылок для поломки не было.
Ссылки на видео с тестами материалов:
Испытания на сжатие. Самый прочный материал для 3D печати. Влияние высоты слоя и типа заполнения — https://www.youtube.com/watch?v=4JSD4zdbpZE
Реальная прочность 3D печати. Испытания на разрыв в полевых условиях — https://www.youtube.com/watch?v=m7PVLEF6qCE&t
Чем закончились испытания 3D печати на высоте 20 этажа? — https://www.youtube.com/watch?v=anZIx3TlfZ8&t