logo
Научно-исследовательская
производственная группа
производство полимеров
ультрафиолетового
отверждения
г.Н. Новгород, пр. Ленина, 88/4
ikonka mail Е-mail: service_nn@bk.ru
ikonka telefon Тел.: +7(831) 414-38-34

Стойкость пластиков к ультрафиолету

Ускоренные испытания полимеров на стойкость к ультрафиолету

Используемое оборудование: УФ-прожектор 10W, 250нм
http://www.nipg.ru/ru/magazin/uv-lampy/uf-prozhektor-10w-250nm

Влияние ультрафиолетового излучения на полимерные изделия.polikarbonat

Как известно, под воздействием солнечных лучей происходят изменения внешнего вида и различных свойств продукции промышленных предприятий, изготовленной из полимеров. Полимеры - это активные химические вещества, которые в последнее время приобретают широкую популярность из-за массового потребления пластмассовых изделий. С каждым годом растут объемы мирового производства полимеров, а изготовленные с их использованием материалы завоевывают новые позиции в бытовой и производственной сферах.

Разрушительное влияние ультрафиолета происходит за счет уничтожения связей между атомами в полимерах под воздействием лучей этого спектра. Последствия такого неблагоприятного воздействия можно наблюдать визуально. Они могут выражаться:

  • в ухудшении механических свойств и прочности пластмассового изделия;
  • повышении хрупкости;
  • выгорании.

Основной видимый эффект от воздействия УФ–излучения на полимерные материалы – появление т.н. «меловых пятен», изменение цвета на поверхности материала и повышение хрупкости участков поверхности. Данный эффект можно часто наблюдать на пластиковых изделиях, постоянно эксплуатируемых вне помещений: сиденьях на стадионах, садовой мебели, тепличной пленке, оконных рамах и т.д.

Для изделий, эксплуатируемых на космических аппаратах предъявляют повышенные требования, что требует применения таких материалов как FEP.

Отмеченные выше эффекты от воздействия УФ-излучения редко проникают в структуру глубже 0.5 мм. Тем не менее, деградация материала на поверхности при наличии нагрузки может приводить к разрушению изделия в целом.

Многие полимеры в чистом виде не поглощают УФ-излучение. В то же время, наличие в их составе катализаторов и прочих загрязнений, служащих рецепторами, может приводить к деградации материала. Причем для начала процесса деградации требуются ничтожные доли загрязнителей, например, миллиардная доля натрия в составе поликарбоната ведет к нестабильности цвета. В присутствии кислорода свободные радикалы формируют гидроперекись кислорода, которая ломает двойные связи в молекулярной цепочке, что делает материал хрупким. Данный процесс часто называют фотоокислением. Однако даже при отсутствии водорода все равно происходит деградация материала вследствие связанных процессов, что особенно характерно для элементов космических аппаратов.

Среди полимеров, обладающих в немодифицированном виде неудовлетворительной стойкостью к УФ-излучению можно отметить POM, PC, ABS и PA6/6.

PET, PP, HDPE, PA12, PA11, PA6, PES, PPO, PBT считаются достаточно стойкими к УФ-излучению, как и комбинация PC/ABS.

Хорошей стойкостью к УФ-излучению обладают PTFE, PVDF, FEP и PEEK.

Великолепной стойкостью к УФ-излучению обладают PI и PEI.

Классический способ проведения испытаний.

Существуют требования технических условий и методический регламент на проведение испытаний по воздействию ультрафиолетовых излучений.

Согласно алгоритму методики, вначале выполняется внешний осмотр исследуемых предметов, измерение тех или иных контролируемых параметров. Подвергшийся воздействию образец по завершении испытания сравнивается с выбранным в начале испытания эталонным образцом. В методике оговариваются характеристики светового потока, которым облучают образец в специальной камере. Эти характеристики должны быть приближены к характеристикам солнечного светового потока, под воздействием которого будут находиться исследуемые изделия в ходе своей эксплуатации. Важно при этом учитывать:

• интенсивность и длительность процесса;

• влажностные показатели;

• соответствующий эксплуатационным реалиям угол облучения;

• цикличность или непрерывность воздействия и пр.

Необходимо различать испытания продукции в базовых условиях от испытаний на воздействие ультрафиолета в случаях, когда на продукцию воздействует полный комплекс вредных атмосферных факторов.

Базовыми в данном случае считаются условия, когда происходит интенсивное на уровне 1,8-2,0 мкал/см2 *мин облучение лучами с длиной волны в диапазоне 2,9-40,0 тысяч. В испытательной камере температура при замере в тени должна быть 60-градусной с возможным отклонением в ту или другую сторону на 2 градуса.

Важным параметром процедуры является длительность облучения. Для ее определения нужно разделить срок службы исследуемого продукта на значение К (для тропиков К=12, умеренного климата К=8).

Когда на продукцию воздействует полный комплекс вредных атмосферных факторов облучение ультрафиолетом при непрерывной процедуре выполняется в течение 5 суток, при циклической - 5 циклов.

Камеры как испытательное оборудование бывают двух видов: в одной имитируется жаркий с малой влажностью климат. В другой - все прочие. Облучение осуществляется с применением ламп ПРК или НГ (ртутно-кварцевые). Задействуемые в процедуре ртутные лампы из кварцевого стекла могут быть разного давления: низкого, среднего (1,0-3,0 атм.) и высокого. Световой поток может регулироваться, в рабочем процессе предусмотрены защитные устройства, потребность убрать искажающие чистоту эксперимента видимые лучи решается использованием специальных светофильтров.

Ускоренный способ проведения испытаний.

Многие полимеры, используемые в товарах широкого потребления, деградируют под действием УФ-света. Проблема проявляется в исчезновении цвета, потускнении поверхности, растрескивании, а иногда и полном разрушении самого изделия. Скорость разрушения (УФ-старение) возрастает с ростом времени воздействия и интенсивности солнечного света.

К чувствительным полимерам относятся термопластики, такие как полипропилен, полиэтилен, полиметилметакрилат (органическое стекло), а также специальные волокна, например, арамидное волокно. Поглощение ультрафиолета приводит к разрушению полимерной цепи и потере прочности в ряде точек структуры.

Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения может быть по-разному поделен на подгруппы. Стандарт ISO по определению солнечного излучения (ISO-DIS-21348) даёт следующие определения:

Наименование Длина волны, нм Частота, ПГц Количество энергии на фотон, эВ Аббревиатура
Ближний 400-300 0,75-1 3,10-4,13 NUV
Ультрафиолет А, длинноволновой диапазон 400-315 0,75-0,952 3,10-3,94 UVA
Средний 300-200 1-1,5 4,13-6,20 MUV
Ультрафиолет B, средневолновой 315-280 0,952-1,07 3,94-4,43 UVB
Дальний 200-122 1,5-2,46 6,20-10,2 FUV
Ультрафиолет С, коротковолновой 280-100 1,07-3 4,43-12,4 UVC
Экстремальный 121-10 2,48-30 10,2-124 EUV, XUV

Ближний УФ диапазон часто называют «чёрным светом», так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении от некоторых материалов спектр переходит в область видимого излучения вследствие явления фотолюминесценции. Но при относительно высоких яркостях, например, от диодов, глаз замечает фиолетовый свет, если излучение захватывает границу видимого света 400 нм.

Для дальнего и экстремального диапазона часто используется термин «вакуумный» (VUV), в виду того, что волны этого диапазона сильно поглощаются атмосферой Земли.

Для ускоренного способа выявления деградации пластиков можно использовать жесткое излучение UVC диапазона. На малозащищённых пластиках изменение цвета и повышение хрупкости можно заметить в самом начале теста, что позволит выявить этот фактор за предельно короткое время. Можно использовать люминесцентные ламы UVC диапазона, либо более мощные светодиодные решения.

УФ-прожектор 10W, 250нм 
http://www.nipg.ru/ru/magazin/uv-lampy/uf-prozhektor-10w-250nm

Заключение.

Испытания полимеров необходимы для того, чтобы сделать выводы о необходимости внесения изменений в химический состав веществ. Так, для того чтобы полимерный материал приобрел устойчивость к УФ-излучению, в него добавляют специальные адсорберы. За счет поглощающей способности вещества активизируется защитный слой.

Устойчивость и прочность межатомных связей также можно повысить путем введения стабилизаторов.

Антицарапки для кошек

«АНТИЦАРАПКИ» ДЛЯ ДОМАШНИХ КОШЕК ИЗ УФ-СМОЛЫ

Набор с УФ-полимером "5 секунд", (УФ смола)

http://www.nipg.ru/ru/magazin/uv-lak/nabor-s-uf-polimerom-5-sekund

В настоящее время среди любителей домашних кошек широкое распространение получили так называемые «антицарапки» - разноцветные мягкие силиконовые колпачки, которые с помощью специального клея фиксируются на коготках домашних животных, тем самым оберегая домашнюю мебель и обои от порчи, а также позволяя всем живущим в доме или квартире защититься от царапин на теле. Некоторым также нравится кошачий «маникюр». Однако, на этапе приклеивания силиконовых антицарапок к кошачьим коготкам, а также во время их носки у животных может возникнуть ряд проблем.
antiz

Проблемы:

1. Процедура приклеивания антицарапок - дело весьма хлопотное и требует от исполнителей определенной сноровки: нужно подобрать (подогнать) колпачки по размеру коготка, нужно наполнить колпачок клеем, выгнать из клея воздушные пузырьки, надеть колпачок на коготь животного и зафиксировать его. В течение нескольких минут после фиксации колпачков кошке нельзя перемещаться по полу самостоятельно во избежание отклеивания силикона. Необходимо отметить, что каждая секунда процедуры является для животного серьезным стрессом, последствия которого трудно предсказать.

2. Примерно один раз в два месяца силиконовый кошачий «маникюр» придется менять, так как именно с такой периодичностью происходит обновление верхнего ороговевшего слоя кошачьего когтя. При этом силиконовая накладка отпадет вместе со старым слоем когтя. После отпадения от коготка процедуру приклеивания «антицарапки» придется повторить, что для кошки снова станет серьезным испытанием.

3. После отпадения от коготка (или вместе с ороговевшим слоем когтя) чужеродный предмет может быть проглочен как самим четвероногим питомцем, так и маленьким ребенком, если таковой в доме имеется. Несмотря на то, что производятся колпачки из нетоксичного силикона, они так или иначе являются для тех, кто их может проглотить чужеродным предметом, и польза от путешествия колпачков по пищеварительному тракту глотателей является весьма сомнительной.

4. Если во время процедуры клей попадет на кожу – когти, отрастая, будут тянуть ее за собой. Это будет грозить появлением трещин на коже и развитием различных инфекционных заболеваний.


Применение в качестве «антицарапки» покрытия из УФ-смолы

Набор с УФ-полимером "5 секунд", (УФ смола)

http://www.nipg.ru/ru/magazin/uv-lak/nabor-s-uf-polimerom-5-sekund

Решение использовать для снижения остроты кошачьего когтя полимер ультрафиолетового отверждения (УФ-смолу) обусловлено сокращением времени процедуры и увеличением прочности фиксации.

Для того, чтобы произвести обработку когтей потребуется: 10-15г УФ-смолы, источник УФ-излучения (лампа или фонарик с длиной волны 365нм, 395 нм), спиртовая салфетка, пилка для обработки ногтей.

Коготок домашнего питомца перед нанесением УФ-смолы необходимо тщательно протереть спиртовой салфеткой. Ороговевшие части коготка, которые могут в ближайшей перспективе отпасть, необходимо удалить заранее. Затем наносим УФ-смолу и распределяем по коготку. Далее облучаем ультрафиолетом в течение 5-10 секунд. При этом стараемся не испугать животное светом фонарика. Спиртовой салфеткой удаляем поверхностный липкий слой. При необходимости делаем финишную обработку покрытия пилкой для ногтей. Слой застывшей смолы прозрачный. Однако, при желании можно смешать жидкую УФ-смолу с красящим пигментом и получить цветной материал для покрытия коготков.

Советы ветеринара

Ветеринарные врачи не рекомендуют обрабатывать коготки маленьким котятам до 6 месяцев (их коготки еще очень нежные и мягкие, они самостоятельно стачиваются во время игры); пожилым кошкам, которые в силу возраста потеряли интерес к обоям и мебели и уже ничего не царапают; уличным кошкам, т.к. животному нужно быстро убежать от собаки и взобраться на дерево.

По мере того, как у кошки обновляется верхний роговой слой когтя (а это обычно происходит приблизительно 1 раз в два месяца) этот слой самостоятельно отпадает вместе с покрытием. Когда это происходит, нужно просто обновить «маникюр» и нанести новое покрытие.

Кроме того, производить обработку коготков УФ-смолой или наклеивать силиконовые колпачки нужно только здоровому животному, у которого нет грибковых и инфекционных поражений на лапках. Если на подушечках и между пальцами имеются ранки или раздражение, от безопасных коготков лучше на время отказаться и пролечить животное.

У кошки может быть индивидуальная непереносимость (аллергия) на УФ-смолу или клей. Если появляется раздражение, отечность, гиперемия (краснота) на пальчиках и между ними, следует обратиться к ветеринарному врачу.

 

3D моделирование

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

Разнообразие товаров массового спроса, а также постоянно растущая в этом сегменте конкуренция, диктуют необходимость максимально быстрого и наименее затратного протекания стадии проектирования изделия. Разработчики товаров, начиная от упаковки и заканчивая автомобилями, имеют потребность в визуальной оценке внешнего вида будущего изделия, правильности его конфигурации, его собираемости с комплектующими деталями, оценкой возможности сбыта и прочими вопросами. При ответе на них на помощь все чаще и чаще приходят реальные модели (прототипы) изделия, максимально приближенные к своей компьютерной разработке.

На смену традиционным трудоемким, с низкой точностью и плохой повторяемостью при воспроизведении способам изготовления моделей (механическая обработка деревянной или пластмассовой заготовки (легкий металл) на оборудовании с ЧПУ) приходят так называемые технологии быстрого прототипирования — RP (RapidPrototyping).

Как правило, технология быстрого создания прототипов состоит из двух основных этапов:

1. получение математической трёхмерной (3D) модели изделия. Модели изделия в 3D формате могут быть построены с использованием CAD программ или введены в ПК с оригинала при помощи объемного сканера;

2. изготовление прототипа изделия одним из методов. После получения с помощью CAD-систем сеточной 3D-модели в STL (Stereolithography Text Language) — формате можно получить прототип разработанной 3D модели.

В данной статье мы бегло рассмотрим наиболее широко применяемые технологии быстрого прототипирования, и более детально изучим те из них, где находят применение полимеры, отверждаемые под действием ультрафиолетового излучения.

ТЕХНОЛОГИИ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

Характерным отличием технологий быстрого прототипирования от методов классической механообработки является принцип добавления материала (механообработка в основном отделяет от заготовки лишний материал). Весь массив RP-технологий принято подразделять по типу расходных материалов на жидкие, порошкообразные и листовые твердотельные.

Процессы с жидкими расходными материалами подразделяются в свою очередь на процессы отверждения посредством контакта с лазером, отверждения электрозаряженных жидкостей или отверждения предварительно расплавленного материала.

Процессы с порошкообразными материалами осуществляют скрепление частиц под воздействием лазера или выборочного нанесения связующих компонентов.

Процессы с твердотельными листовыми материалами могут быть классифицированы по способу их соединения: лазером либо слоем адгезива.

Наиболее используемые технологии быстрого прототипирования:

lстереолитография - StereoLithography (SLA),

lотверждение на твердом основании - Solid Ground Curing (SGC);

lнанесениетермопластов - Fused Deposition Modelig (FDM),

lраспылениетермопластов - Ballistic Particle Manufacturing (BPM),

lлазерноеспеканиепорошков - Selective Laser Sintering (SLS),

lмоделирование при помощи склейки - Laminated Object Modeling (LOM).

Каждая из RP-технологий основана на определенном методе создания прототипа, имеет свои особенности и обладает определенными преимуществами и недостатками при решении конкретных задач.

Метод послойного синтеза наиболее распространен. С его помощью могут быть получены модели-прототипы практически неограниченной сложности. При этом математическая модель изделия должна передаваться в установки в виде STL файлов. Специальное математическое обеспечение установок разбивает модель на ряд плоских параллельных сечений (рис. 2), отстоящих друг от друга на малое (0,05-0,4 мм) расстояние, определяемое требованиями установки. При этом каждое сечение исполнено с внешним и внутренним контуром, а контуры могут быть различной сложности. Далее эти сечения последовательно воспроизводятся установками (как плоские объекты) из различных материалов: ламинированной бумаги, бумаги, фотополимера, полимерного или металлического порошка, полимерной нити, воска, специального силикатного песка. Последовательное соединение (наслоение) плоских объектов-сечений приводит к синтезу изделия-прототипа.

3D1

Технология стереолитографии StereoLithography (SLA). В основу процесса положено отвердение жидкого фоточувствительного полимера под действием экспонирования ультрафиолетового излучения (UV). В основном технология используется для получения прототипов с целью проверки конструкции и собираемости, а также мастер-моделей для последующего тиражирования в силиконовых формах. Используемые расходные материалы позволяют получать функциональные прототипы с различными физико-механическими свойствами, температурной стойкостью, прозрачностью и т.д.

Прототип создается на платформе, перемещающейся в направлении оси построения моделей (Z) и находящейся внутри ванны с жидким полимером. Ультрафиолетовое излучение вырабатывается гелиево-кадмиевым либо аргон-ионным неподвижным излучателем (лазерной пушкой) и позиционируется на поверхности полимера при помощи подвижного зеркала. Поглощение и рассеивание светового пучка происходит непосредственно вблизи поверхности, в результате чего образуются трехмерные пиксели (объемные элементы).

3D2

На основание (1), расположенное в ванне (3), наносится слой фотополимера (рис. 3). Луч лазера (2), управляемый компьютером установки, перемещается по программе данного сечения и засвечивает те участки слоя, где должен быть материал. На засвеченных участках происходит полимеризация (отверждение) фотополимера. Основание опускается и заливается следующим слоем полимера, который засвечивается, и таким же образом - все сечения. Толщина слоя и поверхность калибруются специальным скребком - ракелем. После отработки всех слоев полученная модель извлекается из ванны, доотверждается, зачищается и используется по назначению. Модельный ряд установок позволяет получать детали с габаритами 500 х 500 х 500 мм. Точность позиционирования лазера составляет +/- 0,25 мм.

В процессе получения прототипа используют поддержки (то есть внутренние или внешние «переборки»), которые создаются на стадии компьютерной обработки 3-мерного вида модели при помощи различных программ.
3D7

Преимущества технологии StereoLithography (SLA):

lвысокая точность печати;

lполная автоматизация установки;

lвысокая точность воспроизведения модели;

lострые края моделей заполняются полимером, что уменьшает склонность к расслоению;

lбольшая популярность этого процесса.

Недостатки технологии StereoLithography (SLA):

lдлительное время постобработки (16 и более часов);

lусадка полимера при отверждении приводит к деформациям формы поверхности, и уменьшает точность воспроизведения;

lхимическая токсичность полимера и чистящих ванну средств;

lиспользование ограниченного количества типов полимеров и их высокая стоимость;

lнеобходимость высокой технической подготовки персонала и затраты на обслуживание оборудования;

lнеобходимость наращивания специальных подпорок и переборок для получения нависающих элементов;

lнеобходимость ручного удаления подпорок и переборок после синтеза прототипа, что может привести к его порче;

lнеобходимость зачистки поверхности;

lхрупкость, поводка моделей с течением времени (стабильность - не более 1 месяца);

lжесткие требования к помещению, где размещена установка;

lиспользование дорогостоящего лазера, имеющего ограниченный ресурс работы.

Технология лазерного спекания - Selective Laser Sintering (SLS). В основе этой технологии лежит спекание мелкодисперсных частичек расходного материала под воздействием С02 лазера. Расходный материал (пудра) предварительно разогрет до температуры, близкой к температуре плавления материала (либо связующих элементов). Для данной методики нужны порошки мелкодисперсные, термопластичные, с хорошей вязкостью и быстро затвердевающие - например, полимеры, воск, нейлон, керамика, различные специальные пластики (в том числе стеклонаполненные), песок и металлическая пудра.

В результате применения технологии можно получить функциональные прототипы пластиковых деталей, песчаные формы и стержни для металлургии, модели для литья по выплавляемым моделям, а также металлические детали или фрагменты формообразующих элементов пресс-форм.

Данная технология используется в основном для получения единичных функциональных прототипов либо как альтернатива тиражированию в силиконовых формах для получения партии деталей в несколько десятков экземпляров.

3D3

Принцип действия установок схематично отражен на рис. 4.

Преимуществатехнологии Selective Laser Sintering (SLS):

lполученная модель обладает свойствами монолитного материала (например, упругостью пластмассы, жесткостью спеченного металла, жаростойкостью песка), что значительно расширяет сферу применения;

lнедорогие и нетоксичные материалы;

lиспользуется широкий спектр порошков: от литейного воска до полимеров для соединения сложных и/или крупных деталей;

lне нужно поддержки;

lнизкий уровень деформации моделей и напряжения;

lвозможность одновременного производства нескольких моделей в одной камере.

Недостаткитехнологии Selective Laser Sintering (SLS):

lвысокая шероховатость полученных моделей,

lпористость моделей,

lнеобходимость формирования первого слоя из подобного материала для снижения термических эффектов,

lвозможное изменение плотности моделей,

lизменение материала требует чистки всей камеры.

Технология отверждения на твердом основании Solid Ground Curing (SGC) - сложный, многошаговый процесс (см. рис. 5).

3D4

Компьютер разделяет модель на сечения (слои, поз. 1, рис. 5). Далее с помощью специального тонера на стеклянной пластине (2) создается изображение заданного слоя, образующее его «фотомаску» - фотошаблон. Вначале на поверхность стола, а далее (после построения очередного слоя) на образованный слой наносится и выравнивается тонкий слой смолы (фотополимера, поз. 4, рис. 5). Над этим слоем и над находящимся над ним фотошаблоном (2) включают свет ультрафиолетовой лампы (поз. 3, рис. 5). В результате того что лампа включается лишь на несколько секунд, отвердевает только тот слой смолы, фотомаска которого использовалась в данный момент. Неотвердевшая смола удаляется, полости заполняются расплавленным воском, который быстро затвердевает (поз. 5, рис. 5).

Созданный слой из отвердевшей смолы и воска выравнивают (фрезеруют) до нужной толщины (поз. 6, рис. 5). Далее деталь вновь подвергается воздействию ультрафиолетового излучения для окончательного формирования слоя. Затем процесс повторяется: создается фотошаблон для следующего слоя (поз. 1, рис. 5), по уже сформированному слою распределяется новый слой жидкой смолы, и т.д. Таким образом, количество фотошаблонов соответствует количеству формируемых слоев. Процесс идет в вакууме. Точность построения - 0,084 мм, скорость построения - 70 и 120 сек/слой, толщина слоя составляет 0,1-0,2 мм.

Преимущества технологии Solid Ground Curing (SGC):

lне нужна постпроцессная обработка;

lсложность модели влияет только на время ее полного изготовления и не влияет на скорость изготовления ее частей;

lдополнительное засвечивание уменьшает внутренние напряжения модели;

lпроцесс можно приостанавливать;

lв центре тяжести модель может быть утяжелена;

lне нужно подпорок при синтезе;

lможно создавать модель с движущимися составными частями;

lдефектные слои можно удалить, а после этого продолжить процесс;

lвозможность синтезирования нескольких деталей одновременно.

Недостатки технологии Solid Ground Curing (SGC):

lперегрев дорогого полимера увеличивает его вязкость и делает невозможным повторное использование,

lматериал токсичен и требует УФ излучения в специальной камере;

lбольшой вес установки,

lшум при работе установки,

lнеобходимость постоянного присутствия оператора,

lвозможность использования только нескольких материалов,

lнеобходимость удаления воска после синтеза модели.

Технология послойной заливки экструдируемым расплавом - Fused Deposition Modeling (FDM) - основана на послойной укладке разогретой полимерной нити (рис. 1, а) в соответствии с геометрией математической модели детали, разработанной в CAD системе. FDM процесс предусматривает протягивание обжимными роликами через экструдер диаметром менее 0,178 мм нити из стирол-бутадиен-акрилонитрила (СБА), поликарбоната, воска или эластомера. Нить при этом нагревается, переходит в полужидкое состояние и наносится на матрицу формируемого 3-мерного объекта в ходе построчного сканирования экструдером. Компоновочное вещество, осаждаясь на матрице объекта, при температуре окружающей среды быстро затвердевает.

3D5

Широкий набор основных цветов используемого материала (белый, синий, желтый, черный, красный и зеленый) позволяет моделировать изделие любого цвета.

Процессор FDM системы управляет перемещением головки экструдера по трем осям и регулирует температуру нагрева подаваемого материала. Особенность FDM системы - прецизионный нагрев материала до температуры, лишь незначительно превышающей температуру его затвердевания. Во многих FDM устройствах используется несколько бобин с различными по цвету или составу нитями, причем сменой бобин также управляет процессор. Время смены не превышает 1 мин.

Двойной экструдер (4) системы имеет два сопла (рис. 1, б). Одно сопло подает компоновочный материал с катушки (2), а другое - с катушки (3) легко удаляемый материал поддержки (например, воск), необходимый для формирования сложных составных объектов.

При работе установки математическая модель детали (1) передается в формате STL в специальное программное обеспечение ПК, под управлением которого работает установка FDM. Программа оптимально ориентирует модель, разбивает ее на горизонтальные сечения (слои) и рассчитывает пути перемещения головки, укладывающей нити. При необходимости автоматически генерируются опорные элементы (поддержка) для нависающих фрагментов модели.

Если для построения модели-прототипа использовалась поддержка, то после завершения процесса она легко отделяется от модели механическим способом или вымывается специальным водным раствором в ультразвуковой ванне.

Преимуществатехнологии Fused Deposition Modeling (FDM):

lлегкая перестраиваемость с материала на материал,

lсравнительно низкая стоимость затрат,

lвысокая производительность,

lточность - +/-127 мкм,

lминимальный контроль оператора,

lнетоксичность материалов,

lкомпактность установки,

lнизкие температуры переработки.

Недостатки процесса:

lналичие швов между слоями;

lнеобходимость постоянного движения головки экструдера для предотвращения ее засорения застывшим материалом;

lв определенных случаях в процессе изготовления модели необходимо создавать подпорки для поддержки свисающих частей;

lмалая сдвиговая прочность полученных моделей;

lувеличение длительности процесса для больших площадей;

lвозможные колебания температуры в течение цикла обработки, приводящие к расслоению модели.

Технология баллистического осаждения частиц - Ballistic Particle Manufacturing (ВРМ) по сути аналогична обычному процессу струйной печати. Реализуется она путем перемещения пьезоэлектрической головки, выбрасывающей на поверхность синтезируемой модели крошечные капли расплавленного нетоксичного цветного термопласта, закрепляющиеся на этой поверхности.

Для получения гладкой поверхности иногда применяется вторая нагревающая головка.

Формирование модели осуществляется послойно путем разбрызгивания по поверхности материала (это может быть и воск) капельками размером 50 мкм со скоростью 12 500 капель/сек.

Уровень формирует тонкий слой. Толщину слоя варьируют путем изменения скорости разбрызгивания.

При синтезе объекта с выступающими формами используется специальный связующий материал, который поддерживает их на стадиях формирования объекта, а затем легко удаляется с помощью растворителя. Достоинства ВРМ технологии - дешевизна, малые габариты ВРМ системы, относительно низкое энергопотребление, отсутствие необходимости системы вентиляции. Сейчас отмечается лишь один недостаток этой технологии - низкая производительность ВРМ систем.

Многоструйная технология жидкими фотополимерами - Objet's PolyJet photopolimer inkjet technology - предполагает использование установок, которые обеспечивают послойное напыление полимеров в соответствии со слоями, предлагаемыми ПК с 3D моделью в формате STL. Такая установка (рис. 2) имеет головку (1), в которой размещены сопла в количестве более полутора тысяч. Половина сопел может распылять специальный фотополимер, определенный как основной материал, а другая половина связана с картриджем, из которого к соплам подается материал поддержки.

3D6

Построение прототипа осуществляется на столе-основании (4), относительно которого в соответствии с направлениями X-Y может перемещаться головка с соплами. Каждый ход головки (при включенных для напыления соплах) определяет напыления слоя полимера толщиной 20 мкм, который тут же отверждается светом размещенной на головке ультрафиолетовой лампы. В соответствии с программой, определенной ПК для каждого слоя, происходит напыление как основного материала (2), так и материала поддержки (3). По мере напыления слоев стол с создаваемым прототипом смещается по оси Z.

В изготовленном прототипе материал поддержки удаляется водой.

Технология послойного формирования объемных моделей из листового материала - Laminated Object Manufacturing (LOM). Эта технология и установки для ее реализации используют CAD модель в виде STL файла. Данные поступают на управляющий компьютер LOM установки, где с помощью специального программного обеспечения из CAD модели создается набор сечений детали. Модель выращивается из рулонной ламинированной бумаги или другого материала. Толщина листов зависит от материала и изменяется от 50 до 500 мкм. В настоящее время показана возможность использования следующих материалов: бумага, пластик, керамика-композиты.

Процесс отражен на рис. 3. Бумага (9) с рулона (8) протягивается над платформой (6) в рабочую зону и горячим валиком (10) прикатывается к основанию или предыдущему слою бумаги (в обойме) (5), к которому и приклеивается. Затем луч (1) лазера (3), управляемый компьютером, прорезает в введенном слое бумаги контур (2) (рис. 3,б), повторяющий границу сечения модели.

Можно одновременно раскраивать более одного листа, однако точность метода при этом уменьшается. Ошибки, возникающие при синтезе объемного изделия, можно устранить путем удаления части слоев. Поле, расположенное вне контура сечения (внутри и снаружи), прорезается лазером на мелкие квадраты (4) для их последующего удаления.

Платформа (6) опускается на шаг, поступает новая порция материала, а отработанный участок бумаги свертывается в рулон (7). Далее процесс повторяется для следующих слоев: новый слой-скрепление-резка лучом лазера (рис. 3, в). Изготовление модели завершается ручным удалением ненужного материала. При необходимости поверхность зачищается и покрывается защитными лаками (рис. 4).

При синтезе объемной модели возможно наличие переборок-подпорок. В этом случае после окончания процесса требуется их удалить и тщательно контролировать влажность детали, чтобы избежать расслоения при чрезмерной просушке.

Преимущества LOM технологии:

lотсутствие физико-химических превращений при синтезе, минимальные усадка и деформации за счет минимального прогрева слоев;

lвозможность компенсации усадки за счет дополнительных слоев;

lне требует дополнительного подогрева материала;

lпри раскраивании лазерное излучение не воздействует на внутренние части материала;

lв большинстве случаев формирование модели может осуществляться без применения подпорок;

lбольшой выбор тонких листовых материалов по доступным ценам;

lбыстрое обучение персонала;

lнетоксичность материалов;

lминиатюрность установки и легкость в управлении;

lвозможность механической обработки изготовленных прототипов (сверление отверстий и проч.), склейки с другими частями для получения большего габарита модели;

lпростота эксплуатации.

Эти и другие преимущества обеспечили LOM технологии большую применимость. В частности, в машиностроении она может использоваться для изготовления:

lфункциональных прототипов деталей и изделий, подготавливаемых к производству; для контроля их компьютерной разработки, дизайна, функционального тестирования, представления на презентациях, изучения рынка;

lфункциональных прототипов деталей для образцов изделий на стадии опытно- конструкторской разработки;

lформ точного литья по выплавляемым моделям;

lформовочных моделей и комплектов для формовки в землю, гипс, эпоксидные смолы;

lстержневых ящиков;

lмоделей для вакуум-пленочной технологии литья в песчаные формы;

lмоделей для вакуумного и центробежного литья в силиконовые формы;

lформ для вакуумной формовки листовых пластмассовых материалов;

lформ для литья полиуретанов, силиконовых двухкомпонентных резин, компаундов;

lдеталей оформляющих поверхностей пресс-форм литья под давлением, изготавливаемых холодно-плазменным напылением;

lмоделей для копировально-фрезерных станков.

Кроме машиностроения LOM технология находит применение в архитектуре и искусстве - при макетировании зданий и сооружений, изготовлении скульптур, художественной мебели, рам для картин, театральной бутафории.

Недостатки LOM технологии:

lтрудность удаления отходов в случае неполного прорезания листа;

lвероятность повреждения сложноконтурных деталей при удалении отходов (обрезков);

lматериал поддержки может быть неудачно соединен с основным материалом модели;

lизменение свойств материала в направлении ламинирования;

lбольшие расходы материала;

lшероховатость поверхности;

lвозникновение трудностей при обработке синтезированной модели из-за возможности деламинации (расслоения);

lнеобходимость вентиляции, так как при пайке (склеивании) возможны испарения;

lнеобходимость защиты модели от влаги, например, покрытием лаком;

lотносительно невысокая точность;

lневозможность получения тонких (менее 1-1,5 мм) стенок и ребер.

Ремонт анодированного алюминия

РЕМОНТ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АНОДИРОВАННОГО АЛЮМИНИЯ УФ СМОЛОЙ


Материалы:

Набор с УФ-полимером "5 секунд", (УФ смола)

http://www.nipg.ru/ru/magazin/uv-lak/nabor-s-uf-polimerom-5-sekund

Что такое анодирование алюминия?

Коррозийное разъедание металла способно существенно изменить свойства и качества металла. В этом процессе два участника - вода и электрохимическая реакция, а также на коррозию влияют температура и влажность воздуха.

Алюминий отличается стойкостью к коррозии, но он очень чувствителен к воздействию кислорода, в результате чего он теряет блеск, и на поверхности появляется прочная пленка - оксид алюминия (Аl2О3), не растворяющаяся в воде. Эта пленка защищает алюминий от разрушений при влажности, но не обеспечивает защиту от коррозии.

Анодирование алюминия - это способ химической или электрохимической обработки поверхности, который предотвращает окисление. Такая обработанная поверхность хорошо сцепляется с грунтовкой.

В отличие от традиционного метода гальванизации при анодировании не наносится поверхностный слой из другого металла. Здесь поверхность детали из легкого металла покрывается оксидным слоем в результате анодного оксидирования в электролите.

Поскольку оксидный слой образуется из базового материала, то увеличение размера составляет только 50-55%. Остальная часть проникает в основной материал, в результате чего возникает хорошая адгезия с основой. Слои анодирования отличаются твердостью, устойчивостью к коррозии, износостойкостью и обладают электро- и теплоизоляционным эффектом.

Для применения подходят все области, в которых существует спрос на алюминий с повышенными техническими требованиями.

Ремонт поврежденного участка анодированного алюминиевого изделия на примере вилки велосипеда.

Алюминиевые конструкции с анодированием призваны прослужить намного дольше конструкций без такой защиты, но осуществить процесс анодирования самостоятельно под силу далеко не каждому. Поэтому весьма актуальной задачей является ремонт поврежденного участка анодированного алюминиевого изделия. В том случае, если поврежденный участок имеет небольшую площадь, а само изделие с повреждением активно перемещается относительно другого изделия, изготовленного из более мягких материалов, способных разрушиться от возникшего трения, быстрый и качественный ремонт участка может стать экономически более оправданной процедурой по сравнению с обновлением анодированного покрытия всего изделия.

vilka2

Например, части передней амортизационной вилки дорогостоящего велосипеда, именуемые «ноги», сегодня зачастую изготавливают из анодированного алюминия. В виду того, что «ноги» передней вилки в ходе езды активно движутся внутри так называемых «штанов», повреждения анодированной поверхности «ног» (царапины, сколы, выбоины) очень быстро могут разрушить изготовленные из более мягких материалов пыльники и сальники, привести к утечкам смазки. Со временем поврежденная таким образом вилка перестанет выполнять свою основную функцию.

Некоторые специалисты по ремонту нашли выход из подобной ситуации, применяя в ходе устранения дефектов на поверхности анодированного алюминия смолу ультрафиолетового отверждения.
Набор с УФ-полимером "5 секунд", (УФ смола)

http://www.nipg.ru/ru/magazin/uv-lak/nabor-s-uf-polimerom-5-sekund

Для того, чтобы отремонтировать поврежденный участок анодированного алюминия нам понадобится:

- грунтовка для алюминия, нержавеющей стали и гальванических покрытий,

- мелкая наждачная бумага,

- Смола ультрафиолетового отверждения "5 секунд",

- источник ультрафиолетового света с длиной волны 365нм или 395нм (лампа или фонарик),

- изопропиловый спирт для обезжиривания поверхности

Порядок действий:

1. Тщательно зашкурьте поверхность вашего алюминиевого изделия мелкой наждачной бумагой. Чем менее зернистая наждачка будет вами использована тем лучше. Подойдет размерность 600, 800 или 1200;

2. Обезжирьте поверхность, используя изопропиловый спирт;

3. После полной зачистки и обезжиривания как можно быстрее покройте поверхность грунтовкой для алюминия и нержавеющей стали. Если вы оставите обработанный наждачкой алюминий на воздухе надолго, то через непродолжительное время он начнет темнеть – это результат процесса окисления, а на окислившийся алюминий грунтовка ложится плохо. Вот почему так важно наложить первый слой грунта как можно скорее.

Через несколько минут, после того как первый слой грунтовки высохнет, нужно нанести второй слой грунтовки для лучшей адгезии УФ-смолы к вашему изделию.

4. Нанесите на ремонтируемый участок тонкий слой УФ-смолы. Разровняйте его (например, деревянной зубочисткой), излишки смолы удалите.

5. Произведите засветку смолы ультрафиолетовым фонариком в течение 1-2 минут. Удалите липкий слой с помощью изопропилового спирта.

6. Для дополнительной защиты изделия можно покрыть его слоем лака.

Если в точности следовать данной инструкции, то отремонтированный участок на анодированном алюминиевом изделии визуально будет сложно отличить от заводского покрытия. Гель будет держаться долгие годы, а само изделие будет выглядеть как новое!

Требования безопасности:

1. При осуществлении ремонта анодированного алюминия необходимо работать в хорошо проветриваемом помещении и не забывайте о средствах индивидуальной защиты

2. Ремонт нужно осуществлять в чистом и не пыльном помещении.

Желтые очки от УФ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В БЫТУ ОЧКОВ, ПОГЛОЩАЮЩИХ ИСКУССТВЕННЫЙ УЛЬТРАФИОЛЕТ

Сегодня уже ни для кого не секрет, что яркие солнечные лучи помимо красивого загара могут обеспечить человеку неудобства в виде повреждения глаз ультрафиолетом. Повреждается прежде всего незащищенная сетчатка глаза, которая наиболее уязвима для прямых солнечных лучей. Качественные солнцезащитные очки способны защитить глаза от провоцирующего развитие катаракты и дистрофии сетчатки ультрафиолета. Очки с фильтрами, защищающими глаза и от UVA, и от UVB-лучей, имеют пометку «UV400», что указывает на их способность фильтровать все УФ-лучи с длиной волны до 400 нм.

Однако, в современном мире опасность для здоровья человека может представлять не только ультрафиолет, поступающий к нам непосредственно от Солнца. Электронные устройства такие, как мобильные телефоны, компьютеры, энергосберегающие люминесцентные и светодиодные лампы также способны излучать ультрафиолет, причиняющий вред здоровью. В частности, эти устройства негативно влияют на естественную выработку мелатонина в организме, который является естественным гормоном, улучшающим сон. Эксперты в области сна считают, что искусственные источники ультрафиолета нарушают так называемый циркадный ритм - способность тела человека использовать ультрафиолетовые лучи, исходящие от солнца, для того, чтобы регулировать естественный сон и циклы бодрствования.

Очки для защиты от УФ излучения

На помощь людям, которые много времени проводят за компьютером, приходят разработчики специальных очков с желтыми линзами, способствующих поглощению искусственного ультрафиолета и снятию с глаз излишнего напряжения. Их нужно одеть за час до сна и заняться тем, что вы обычно делаете в это время. Исследования показали, что пользователи, носящие такие очки, в среднем спят на 24 минуты дольше, чем те, кто ими не пользуется.

ochki z

Видеоотзывы

videootzyvy dekor forma
fon
videootzyvy videootzyvy videootzyvy
knopka smotret vse otzyvy
Задать вопрос