РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК

  • O. O. Матвійчук Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
  • Є. О. Пащенко Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
  • В.П. Бондаренко Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
  • O. B. Євдокимова Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
  • M. O. Юрчук Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
  • I. O. Гнатенко Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
  • О. М. Барановський Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України
Ключові слова: Тверді сплави, 3D друк, високонаповнені полімери, адитивне виробництво

Анотація

Основна задача роботи продемонструвати можливість виготовлення твердосплавних заготовок 3D друком методом пошарового наплавлення та виготовити для цього відповідний розхідний матеріал. В роботі обгрунтовано вибір вихідних складових зв’язуючої системи для виготовлення розхідного композитного матеріалу – філаменту, що наповнений твердосплавною сумішшю придатного для виготовлення заготовок твердих сплавів 3D друком методом пошарового наплавлення. Обґрунтовано об’ємний вміст твердосплавної суміші в полімерному зв’язуючому. Описано послідовність виготовлення філаменту; проведені випробування філаменту 3D друком. Основою зв’язуючої системи були парафін та подвійний сополімер етилену, що містив еластичну, суміщуючу та адгезійну складові. Вміст наповнювача був 40, 50, 55, 60 % (об.). В якості наповнювача використовували середньозернисті твердосплавні суміші ВК20 та ВК8. Встановлено, що оптимальний вміст наповнювача повинен складати 50 % (об.). Якість надрукованих виробів в значній мірі буде залежати від однорідності та рівномірності розмірів філаменту по діаметиру; точності калібровки сопла принтера над робочою поверхнею, температур друку та основи. З надрукованих твердосплавних заготовок було видалено полімерне зв’язуюче шляхом термодиструкції в дві стадії: при 220 °С 120 хв та 240 °С 120 хв та проведено подальше пробне спікання заготовок при температурі 1400 °С 30 хв в середовищі аргону. Для отримання спечених заготівок без пор та ŋ-фази необхідно проводити якісну відгонку зв’язуючого у відновлювальному захисному середовищі. 3D друк методом пошарового наплавлення є перспективним для виготовлення пласких деталей складної форми інструментального призначення.

Опубліковано
2022-02-11
Розділ
Розробка і впровадження обладнання та інструменту, оснащеного твердими сплавами,