Разработка опытного образца экструдера для высокопроизводительной печати изделий из реактопластов и композитов на их основе. Заключительный

Объектом НИОКР являются экструдеры для DIW-печати многокомпонентными материалами. Цель первого этапа НИОКР заключалась в подготовке к экспериментальным исследованиям процесса DIW-печати многокомпонентными полимерами холодного отверждения. Для достижения поставленной цели, были выполнены следующие работы: 1. Разработка конструкции опытного образца двухкомпонентного винтового экструдера; 2. Исследование механических характеристик материалов для DIW-печати одновинтовым экструдером; 3. Сборка опытного образца одновинтового экструдера; 4. Испытания опытного образца двухкомпонентного винтового экструдера при различных режимах и для различных материалов; 5. Исследование механических характеристик образцов, напечатанных с помощью опытного образца экструдера; 6. Исследование технологических возможностей опытного образца экструдера и определение возможных режимов печати; 7. Испытание опытного образца экструдера при печати реального изделия и анализ результатов печати; В результате НИОКР была разработана конструкция опытного образца двухкомпонентного экструдера, а также специализированный контроллер для интеграции экструдера в стандартные системы управления 3Д-принтерами. На этапе изготовления и сборки экструдера были протестированы на работоспособность составные элементы системы и внесены необходимые доработки. Важной частью исследования был подбор и испытания материала для DIW-печати. Был рассмотрен огромный список материалов и выбраны наиболее подходящие по технологическим свойствам материалы. Однако, результаты натурных тестов показали, что в состоянии поставки материал не обеспечит необходимых требований к тиксотропности. Этот вывод вынудил рассматривать возможные варианты создания дисперстноупрочненного композиционного материала на основе двухкомпонентного компаунда. Результаты исследования механических характеристик созданных композиций показали, что введение углеродных или стеклянных волокон позволяет значительно повысить технологические свойства компонентов и к тому же более чем в 2 раза повысить прочность полимеризованного материала в сравнении с базовым веществом. Была успешно реализована DIW-технология печати изделия с помощью разработанного опытного экструдера, а также уточнены технологические возможностей данного устройства. Полученные 3Д-печатные образцы показали, что прочность напечатанного материала не уступает материалу, полученному литейными методами. Можно даже заметить незначительное увеличение прочности, что является весьма интересным результатом. Испытания опытного образца экструдера показали его надежность и работоспособность, однако, была выявлена серьезная технологическая проблема, связанная с технологией подготовки и заполнения ёмкостей с материалом для печати. Для реализации промышленной печати с помощью разработанного экструдера необходимо предложить удобную и стабильную технологию подготовки материала. Возможно, целесообразна будет разработка специализированных материалов с особыми технологическими свойствами совместно с производителями таких компаундов. Полученные результаты в рамках реализации проекта позволяют сделать положительный прогноз дальнейшего развития тематики. Запланированные на третий этап работы по созданию готового решения в виде промышленного 3Д-принтера выглядят вполне реализуемыми, а технологические свойства разработанного одновинтового дозатора обеспечивают высокий потенция коммерческого использования результатов исследований. Была подана заявка на получение патента на изобретение 2021137177, поданная 15.12.2021 и на момент составления отчета находящаяся на экспертизе по существу. Стоит отметить, что поставленные задачи в рамках НИОКР соответствуют заявленной цели проекта и выполнены в полном объеме.