ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ В СВЧ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ ОБЪЕКТОВ3D ПЕЧАТИ, АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИТОМ С УГЛЕРОДНЫМ ВОЛОКНОМ
Аннотация
На основе анализа развития транспортных технических систем установлена устойчивая тенденция к применению в их конструкциях композиционных материалов. Также отмечена перспективность использования аддитивных технологий трехмерной печати для изготовления объектов сложной формы. При этом проанализирован метод избирательного локального упрочнения путем формирования топологических структур, конфигурация которых соответствует полям возникающих в процессе эксплуатации напряжений. Предме-том исследований явилась прочность образцов из композиционного материала. Цель исследований– экспериментальное обоснование возможности повышения прочности объек-тов аддитивного производства из термопластичных материалов путем их армирования топологическими композиционными структурами и СВЧ модифицирования. Выполнены
исследования на стойкость к растягивающим нагрузкам трехмерных объектов с ослаблен-ными сечениями, сформированных при помощи аддитивной технологииFDM. Согласно принятой методике выполняли определение конфигурации полей напряжений в композиционном материале на компьютерной твердотельной модели, изготавливали образцы с по-лостью, полученной путем моделирования конфигурации методом трехмерной печати, за-полняли полость композитом с углеродными волокнами. Часть полученных образцов под-вергали воздействию СВЧ электромагнитного поля. Проводили испытания на растяжение.
Выявлено, что армирование образца из термопластичного материалаABS композицион-ным материалом, содержащим углеродные волокна, существенно повышает величину раз-рывного усилия, при этом наибольший эффект(повышение разрывного усилия в1,5 раза) достигается при распределении армирующего материала в соответствии с прогнозируе-мыми полями эксплуатационных напряжений. Дополнительная обработка армированного
образца в СВЧ электромагнитном поле частотой2450 МГц в течение10 с приводит к увеличению разрывного усилия по сравнению с контрольным в1,74 раза, а модуля упругости– в 3,5 раза. Результаты могут быть использованы при изготовлении деталей различных технологических и транспортных технических систем, в частности летательных аппаратов, к прочности и весовым характеристикам которых предъявляются повышенные требования.
