Компания Filamentarno! недавно анонсировала выход в продажу инновационного композиционного материала для 3D-печати - PBT GF30. Этот пластик на основе полибутилентерефталата с 30% добавкой стекловолокна обладает уникальным сочетанием физико-механических и теплофизических свойств.
Что такое PBT GF30
PBT GF30 представляет собой композитный материал, состоящий из полибутилентерефталата (ПБТ) с 30-процентным содержанием стекловолоконного наполнителя. Благодаря стекловолокну материал демонстрирует высокие показатели жесткости, износостойкости и ударопрочности по сравнению с чистым ПБТ.
Основные свойства PBT GF30:
- Высокая теплостойкость - кратковременные нагрузки до 230°C, длительная работа до 190°C;
- Превосходная механическая прочность и твердость;
- Стойкость к воздействию масел, смазок, растворителей;
- Низкое водопоглощение и гигроскопичность.
Благодаря этим качествам, PBT GF30 можно использовать для изготовления функциональных деталей, работающих в жестких условиях эксплуатации в самых разных областях - от автомобилестроения до производства бытовой техники.
Технические характеристики PBT GF30
Давайте подробнее разберем физико-механические и теплофизические свойства пластика PBT GF30 от Filamentarno! и сравним их с другим материалами для 3D-печати:
| Свойство | PBT GF30 | ABS | PLA |
| Температура плавления | 225°C | 230°C | 190°C |
| Температура эксплуатации | до 190°C | до 105°C | до 60°C |
| Предел прочности | 95 МПа | 45 МПа | 60 МПа |
Как видно из сравнения, PBT GF30 значительно превосходит другие распространенные материалы по рабочей температуре и прочностным характеристикам. Это позволяет использовать его в условиях, недоступных для ABS и PLA пластиков.
PBT GF30 - прочный и теплостойкий "рабочий конь" для функциональных деталей, созданных методом 3D-печати.
Кроме того, материал демонстрирует высокую стойкость к воздействию агрессивных химических сред - кислот, щелочей, масел и растворителей. Это в сочетании с механической прочностью позволяет использовать напечатанные детали в самых жестких условиях эксплуатации.
Устройство для Opel Astra G
Одним из перспективных применений PBT GF30 является создание различных устройств для Opel Astra G. Например, можно напечатать крепежный кронштейн для установки дополнительного оборудования, выдерживающий высокие температуры и механические нагрузки в подкапотном пространстве.
Фото пластика PBT GF30
Ниже приведено фото напечатанного на 3D-принтере изделия из пластика PBT GF30:
Как видно на фотографии, материал обеспечивает высокое качество поверхности и точность геометрии готовых деталей.
Экономический эффект от внедрения
Замена металлических деталей на пластиковые, напечатанные из PBT GF30, позволяет добиться следующих экономических эффектов:
- Снижение материалоемкости в 2-3 раза;
- Сокращение трудозатрат на изготовление в 5-10 раз;
- Снижение веса деталей до 4 раз.
Расчет экономического эффекта
Рассмотрим на примере, как внедрение технологии 3D-печати с использованием PBT GF30 влияет на себестоимость изготовления детали.
- Традиционное производство:
- Материал: сталь - 300 руб./кг Вес детали: 2 кг Трудозатраты: 4 часа работы фрезеровщика (@1000 руб./час)
- 3D-печать:
- Материал PBT GF30: 2000 руб./кг Вес детали: 0,5 кг Подготовка модели и печать: 1 час (@300 руб./час)
Экономический эффект от внедрения составляет 5200 - 1100 = 4100 рублей на одной детали.
Окупаемость внедрения технологии
С учетом стоимости 3D-принтера (~300 000 руб.), расходных материалов и электроэнергии, затраты окупятся примерно при изготовлении 2 000 деталей в год. Учитывая потенциал автоматизации процесса, срок окупаемости может быть еще ниже.
Перспективы развития технологии
Применение пластика PBT GF30 для 3D-печати функциональных деталей имеет большие перспективы. По мере совершенствования технологий печати и материалов, будет расти качество изготавливаемых изделий при снижении себестоимости.
Сертификация материала PBT GF30
Для использования в ответственных изделиях, работающих в жестких условиях, материал PBT GF30 должен пройти необходимую сертификацию. Это позволит подтвердить заявленные производителем характеристики и обеспечит гарантию качества при эксплуатации.
Улучшение характеристик материала
Существует потенциал для дальнейшего улучшения свойств PBT GF30, в частности, теплостойкости и износостойкости. Это может быть достигнуто как оптимизацией состава и технологии производства самого материала, так и модификацией поверхности готовых деталей.
Разработка оптимальных режимов обработки
Необходима проработка режимов механической обработки, в первую очередь - фрезерования напечатанных заготовок. Это позволит обеспечить необходимую чистоту поверхности и точность размеров изготавливаемых деталей.
Интеграция с традиционными технологиями
Перспективно совмещение аддитивных (3D-печать) и традиционных (литье, штамповка, мехобработка) технологий для оптимального сочетания их преимуществ с целью снижения трудоемкости и себестоимости производства.
Автоматизация постобработки
Автоматизация процессов удаления поддержек и последующей обработки позволит повысить производительность, снизить трудоемкость и расширить области применения технологии 3D-печати.
Выводы
Использование инновационного пластика PBT GF30 в сочетании с аддитивными технологиями позволяет:
- Создавать высокопрочные детали сложной геометрии;
- Существенно сократить материалоемкость и трудозатраты;
- Изготавливать детали по индивидуальным 3D-моделям без оснастки.
Это открывает широкие возможности для внедрения технологии в различные отрасли промышленности.
