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).
Параметр/смолаPOM-likeJangHE Art EngineeringChitu Conjure RigidПрочность изделия при растяжении (МПа, ASTM)70-8038.3639.13Прочность изделия при изгибе (при Т +25С):75-9544.1546.6Ударная прочность изделия (при Т +25С) по Изод (ASTM) с надрезом (J/m):45454.37364,2DHT под нагрузкой 0,45 MPa+85C+60C+50C - +70C
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.
Параметр/смолаPOM-likeJangHE Art EngineeringChitu Conjure RigidПрочность изделия при растяжении (кгс/мм2)/МПа3,75/36,792,5/24,52,5/24,5
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.
Параметр/Условия обработки
Дозасветка
20 мин
Дозасветка
40 мин
Дозасветка 40 мин +
запекание 60 мин при +70С
Прочность на разрыв (МПа)36,7940,4752,61
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.
Параметр/Смола
POM-Like
достигнутая
POM-Like
(TDS)
Harzlabs
Industrial
ABS (TDS)
Harzlabs Industrial Rigid (TDS) Прочность на разрыв (МПа)52,6170-8061-7170-80
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.
