ВОЗДЕЙСТВИЕ ЧАСТОТЫ УЛЬТРАЗВУКА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОСЛОЯ, СФОРМИРОВАННОГО ПО ТЕХНОЛОГИИ FDM ИЗ ФИЛАМЕНТОВ, АРМИРОВАННЫХ НЕПРЕРЫВНЫМ УГЛЕРОДНЫМ ВОЛОКНОМ

Abstract

Выполнены исследования изменения прочности и жесткости при трехточечном изгибе и растяжении, а также восприятия ударных нагрузок монослоя, полученного 3D-печатью филаментами на основе термопласта ПА-6, армированными препрегами углеродных волокон, пропитанных эпоксидной смолой ЭД-20 с отвердителем ПЭПА в соотношении 10:1 после контактного воздействия ультразвука частотой 22 и 44 кГц. Показано, что под действием ультразвука вследствие пластической деформации происходит уменьшение толщины образцов, составляющее на частоте 21,7 кГц в среднем 5 мкм, а на частоте 43,8 кГц – 10 мкм, или в 2 раза больше. Установлено, что финишная ультразвуковая обработка способствует увеличению предельных значений напряжений в среднем сечении образца при трехточечном изгибе соответственно на 18,7% и 8,6%. При этом модуль упругости возрастает соответственно в 3,1 и в 1,97 раз. Установлено, что в сравнении с контрольными образцами предельные значения напряжений в среднем сечении при растяжении опытных образцов в среднем возрастают на 12% и 11%. Протяженность области повреждения опытных образцов меньше, чем у контрольного образца в 1,5-2 раза. Установлено, что, по сравнению с контрольными образцами, переданная через монослой сила ударного воздействия снижается соответственно на 23% и 10,8%. При этом длительность возникших при ударе колебаний уменьшается, соответственно на 26% и 72%. В целом финишная ультразвуковая обработка может явиться резервом увеличения физико-механических свойств изделий из композитных филаментов, сформированных по технологии FDM.