РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК

РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК

The main task of the work is to demonstrate the possibility of manufacturing hard-alloy parts by 3D printing by layer-by-layer deposition and to manufacture the corresponding consumable composite material for this. The choice of the initial components of the binder system for the manufacture of a co...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2022
Автори: Матвійчук, O. O., Пащенко, Є. О., Бондаренко, В.П., Євдокимова, O. B., Юрчук, M. O., Гнатенко, I. O., Барановський, О. М.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2022
Теми:
Тверді сплави
3D друк
високонаповнені полімери
адитивне виробництво
Онлайн доступ:http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/221
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Tooling materials science

Репозитарії

Tooling materials science
id oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-221
record_format ojs
institution Tooling materials science
baseUrl_str
datestamp_date 2022-08-02T12:12:27Z
collection OJS
language Ukrainian
topic Тверді сплави
3D друк
високонаповнені полімери
адитивне виробництво
spellingShingle Тверді сплави
3D друк
високонаповнені полімери
адитивне виробництво
Матвійчук, O. O.
Пащенко, Є. О.
Бондаренко, В.П.
Євдокимова, O. B.
Юрчук, M. O.
Гнатенко, I. O.
Барановський, О. М.
РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК
topic_facet Cemented carbides
3D printing
highly filled polymers
additive manufacturing
Твердые сплавы
3D печать
высоконаполненные полимеры
аддитивное производство
Тверді сплави
3D друк
високонаповнені полімери
адитивне виробництво
format Article
author Матвійчук, O. O.
Пащенко, Є. О.
Бондаренко, В.П.
Євдокимова, O. B.
Юрчук, M. O.
Гнатенко, I. O.
Барановський, О. М.
author_facet Матвійчук, O. O.
Пащенко, Є. О.
Бондаренко, В.П.
Євдокимова, O. B.
Юрчук, M. O.
Гнатенко, I. O.
Барановський, О. М.
author_sort Матвійчук, O. O.
title РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК
title_short РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК
title_full РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК
title_fullStr РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК
title_full_unstemmed РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК
title_sort розхідний матеріал для термопластичного 3d друку твердосплавних заготовок
title_alt CONSUMABLE MATERIAL FOR THERMOPLASTIC 3D PRINTING OF CEMENTED CARBIDE PARTS
РАСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ 3D ПЕЧАТИ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ЗАГОТОВОК
description The main task of the work is to demonstrate the possibility of manufacturing hard-alloy parts by 3D printing by layer-by-layer deposition and to manufacture the corresponding consumable composite material for this. The choice of the initial components of the binder system for the manufacture of a consumable composite material - a filament filled with a hard alloy mixture, suitable for the manufacture of hard alloy parts by 3D printing by layer-by-layer deposition are substantiated. The volumetric content of the hard alloy mixture in the polymer binder has been substantiated. The filament manufacturing sequence is described. Filaments were tested by 3D printing. The basis of the binder system was paraffin and a double ethylene copolymer containing elastic, combining and adhesive components.  The filler content was 40, 50, 55, 60 % (vol.). Medium-grain size  carbide mixtures of the VK20 and VK8 grades were used as a filler. It was found that the optimal filler content is 50 % (vol.). The quality of printed products are strongly depend on the uniformity and homogeneity of filament diameters; the accuracy of the calibration of the printer nozzle over the work surface, printing temperatures and work surface. The polymer binder was removed from the printed simples  by thermal destruction in two stages: at 220 ° C for 120 min and 240 ° C for 120 min, and further test sintering of the simples was carried out at a temperature of 1400 ° C for 30 min in an argon atmosphere. To obtain sintered simples without pores and ŋ phase, it is necessary to carry out high-quality removal of the binder in recovering and protective environment. 3D printing by layer-by-layer deposition is promising for the manufacture of plan parts of complex shape for instrumental purposes.
publisher Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины
publishDate 2022
url http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/221
work_keys_str_mv AT matvíjčukoo consumablematerialforthermoplastic3dprintingofcementedcarbideparts
AT paŝenkoêo consumablematerialforthermoplastic3dprintingofcementedcarbideparts
AT bondarenkovp consumablematerialforthermoplastic3dprintingofcementedcarbideparts
AT êvdokimovaob consumablematerialforthermoplastic3dprintingofcementedcarbideparts
AT ûrčukmo consumablematerialforthermoplastic3dprintingofcementedcarbideparts
AT gnatenkoio consumablematerialforthermoplastic3dprintingofcementedcarbideparts
AT baranovsʹkijom consumablematerialforthermoplastic3dprintingofcementedcarbideparts
AT matvíjčukoo rashodnyjmaterialdlâtermoplastičnoj3dpečatitverdosplavnyhzagotovok
AT paŝenkoêo rashodnyjmaterialdlâtermoplastičnoj3dpečatitverdosplavnyhzagotovok
AT bondarenkovp rashodnyjmaterialdlâtermoplastičnoj3dpečatitverdosplavnyhzagotovok
AT êvdokimovaob rashodnyjmaterialdlâtermoplastičnoj3dpečatitverdosplavnyhzagotovok
AT ûrčukmo rashodnyjmaterialdlâtermoplastičnoj3dpečatitverdosplavnyhzagotovok
AT gnatenkoio rashodnyjmaterialdlâtermoplastičnoj3dpečatitverdosplavnyhzagotovok
AT baranovsʹkijom rashodnyjmaterialdlâtermoplastičnoj3dpečatitverdosplavnyhzagotovok
AT matvíjčukoo rozhídnijmateríaldlâtermoplastičnogo3ddrukutverdosplavnihzagotovok
AT paŝenkoêo rozhídnijmateríaldlâtermoplastičnogo3ddrukutverdosplavnihzagotovok
AT bondarenkovp rozhídnijmateríaldlâtermoplastičnogo3ddrukutverdosplavnihzagotovok
AT êvdokimovaob rozhídnijmateríaldlâtermoplastičnogo3ddrukutverdosplavnihzagotovok
AT ûrčukmo rozhídnijmateríaldlâtermoplastičnogo3ddrukutverdosplavnihzagotovok
AT gnatenkoio rozhídnijmateríaldlâtermoplastičnogo3ddrukutverdosplavnihzagotovok
AT baranovsʹkijom rozhídnijmateríaldlâtermoplastičnogo3ddrukutverdosplavnihzagotovok
first_indexed 2025-09-24T17:41:56Z
last_indexed 2025-09-24T17:41:56Z
_version_ 1850410041997262848
spelling oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-2212022-08-02T12:12:27Z CONSUMABLE MATERIAL FOR THERMOPLASTIC 3D PRINTING OF CEMENTED CARBIDE PARTS РАСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ 3D ПЕЧАТИ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ЗАГОТОВОК РОЗХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО 3D ДРУКУ ТВЕРДОСПЛАВНИХ ЗАГОТОВОК Матвійчук, O. O. Пащенко, Є. О. Бондаренко, В.П. Євдокимова, O. B. Юрчук, M. O. Гнатенко, I. O. Барановський, О. М. Cemented carbides, 3D printing, highly filled polymers, additive manufacturing Твердые сплавы, 3D печать, высоконаполненные полимеры, аддитивное производство Тверді сплави, 3D друк, високонаповнені полімери, адитивне виробництво The main task of the work is to demonstrate the possibility of manufacturing hard-alloy parts by 3D printing by layer-by-layer deposition and to manufacture the corresponding consumable composite material for this. The choice of the initial components of the binder system for the manufacture of a consumable composite material - a filament filled with a hard alloy mixture, suitable for the manufacture of hard alloy parts by 3D printing by layer-by-layer deposition are substantiated. The volumetric content of the hard alloy mixture in the polymer binder has been substantiated. The filament manufacturing sequence is described. Filaments were tested by 3D printing. The basis of the binder system was paraffin and a double ethylene copolymer containing elastic, combining and adhesive components.  The filler content was 40, 50, 55, 60 % (vol.). Medium-grain size  carbide mixtures of the VK20 and VK8 grades were used as a filler. It was found that the optimal filler content is 50 % (vol.). The quality of printed products are strongly depend on the uniformity and homogeneity of filament diameters; the accuracy of the calibration of the printer nozzle over the work surface, printing temperatures and work surface. The polymer binder was removed from the printed simples  by thermal destruction in two stages: at 220 ° C for 120 min and 240 ° C for 120 min, and further test sintering of the simples was carried out at a temperature of 1400 ° C for 30 min in an argon atmosphere. To obtain sintered simples without pores and ŋ phase, it is necessary to carry out high-quality removal of the binder in recovering and protective environment. 3D printing by layer-by-layer deposition is promising for the manufacture of plan parts of complex shape for instrumental purposes. Основная задача работы продемонстрировать возможность изготовления твердосплавных заготовок 3D печатью методом послойного наплавления и изготовить для этого соответствующий расходный композитный материал. В работе обоснован выбор исходных составляющих связующей системы для изготовления расходного композитного материала – филамента, наполненного твердосплавной смесью, пригодного для изготовления заготовок твердых сплавов 3D печатью методом послойного наплавления. Обоснованно объемное содержание твердосплавной смеси в полимерном связующем. Описаны последовательность изготовления филаментов; проведены испытания филаментов 3D печатью. Основой связующей системы были парафин и двойной сополимер этилена, содержащий эластичную, совмещающую и адгезионную составляющие. Содержание наполнителя было 40,50, 55, 60% (об.). В качестве наполнителя использовали среднезернистые твердосплавные смеси марок ВК20 и ВК8. Установлено, что оптимальное содержание наполнителя составляет 50 % (об.). Качество напечатанных изделий в значительной степени будет зависеть от однородности и равномерности размеров филаментов по диаметиру; точности калибровки сопла принтера над рабочей поверхностью, температур печати и основания. Из напечатанных твердосплавных заготовок было удалено полимерное связующее путем термодиструкции в две стадии: при 220 ° С 120 мин и 240 ° С 120 мин, и проведено дальнейшее пробное спекания заготовок при температуре 1400 ° С 30 мин в среде аргона. Для получения спеченных заготовок без пор и ŋ фазы необходимо проводить качественную отгонку связующего в восстановительной защитной среде. 3D печать методом послойного наплавления является перспективной для изготовления плоских деталей сложной формы инструментального назначения. 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. Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2022-02-11 Article Article application/pdf http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/221 Інструментальне матеріалознавство; Том 24 № 1 (2021): Інструментальне матеріалознавство; 379-391 Инструментальное материаловедение; Том 24 № 1 (2021): Инструментальное материаловедение; 379-391 Tooling materials science; Vol 24 No 1 (2021): Instrumental Materials Science; 379-391 2708-7328 2708-731X uk http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/221/212 Авторське право (c) 2021 Інструментальне матеріалознавство

Схожі ресурси