ДАНИЛОВИЧ Андрій Олександрович, науковий співробітник
Український науково-дослідний інститут 
спеціальної  техніки та судових експертиз СБ України
м. Київ, Україна
ORCID: 0000-0002-7002-2032

НЕОБХІДНІСТЬ ВИЗНАЧЕННЯ МЕЖІ МІЦНОСТІ ПРИ РОЗТЯГНЕННІ ПОЛІМЕРНОЇ СМОЛИ FLEXIBLE 80A RESIN FORMLABS 
ЗА РІЗНИХ УМОВ ПОСТОБРОБКИ УЛЬТРАФІОЛЕТОМ

Стрімкий розвиток виробничих технологій обумовлює популярність 3D- друку. 3D-принтери здатні значно зменшити виробничі витрати, за рахунок чого знижується і собівартість виробів. Стереолітографія, відома як SLA-друк, є найпопулярнішою і поширеною технологію друку. Цей процес використовує світлочутливу рідинну смолу, здатну затвердіти в тривимірні пластики під впливом ультрафіолетового лазера малої потужності й фотополімеризації [1].
При постобробці деталей, виготовлених методом SLA-друку, завжди виникає питання щодо визначення тривалості  ультрафіолетового (УФ) випромінювання, що впливає на кінцеві фізико-механічні властивості отриманої деталі. Зазначені властивості забезпечують збереження форми та розмірів виробу при дії зовнішніх силових полів. У зв’язку з цим, дослідження залежності межі міцності деталі від часу та температури постобробки УФ випромінюванням є важливим завданням.
Смола Flexible 80A створена спеціально для жорстких гнучких деталей, що  повинні піддаватися багаторазовому згину та стисканню без руйнування матеріалу. Це найжорсткіший на дотик із гнучких матеріалів Formlabs з твердістю за Шором 80А. Цей матеріал імітує гнучкість гуми або термопластичного поліуретану. Виробник позиціонує цю смолу як ідеальний матеріал для пом’якшення, демпфування та амортизації: ручки, захвати, анатомія хрящів та зв’язок, ущільнення, прокладки, маски [2]. 
Аналіз існуючих даних дозволяє зробити висновок, що постобробка УФ випромінюванням має дуже великий вплив на фізико-механічні властивості деталі, виготовленої з полімерної смоли Flexible 80A [3]. Межа міцності при розтягуванні необробленої УФ деталі склала 3,7 МПа,  після обробки протягом 10 хвилин при температурі 60°С – 8,9 МПа. Навантаження при подовженні 50% необробленої УФ деталі склало 1,5 МПа, після обробки протягом 10 хвилин при температурі 60°С – 3,1 МПа. Навантаження при подовженні 100% необробленої УФ деталі склало 3,5 МПа, після обробки протягом 10 хвилин при температурі 60°С – 6,3 МПа. Подовження при розриві необробленої УФ деталі склало 10%, після обробки протягом 10 хвилин при температурі 60°С –  120%.
Виробник надає лише одне рекомендоване значення часу для постобробки деталей УФ для смоли Flexible 80A – протягом 10 хвилин при температурі 60°С [4]. Тому, існує необхідність у проведенні дослідження тривалості постобробки деталей УФ, яка перекриває діапазон часу, наданий виробником, та буде визначатись діапазоном від 5 до 30 хвилин. За визначених умов температура постобробки УФ  буде встановлена у діапазоні від 50 до 70°С, та за результатами дослідження будуть отримані відомості про її вплив на ефективність процесу.
Зразки для випробувань за формою та розмірами будуть виготовлені згідно з ASTM D412-06 [5]. Постобробка деталей УФ буде проходити в камері Form Cure Formlabs. Випробування та подальші розрахунки будуть проведені за методикою ASTM D412-06, метод А. Умовна межа міцності (Па) буде відповідати відношенню розривного навантаження (Н) до первісної площини поперечного перерізу зразка (м2). Результат буде визначатись за середнім значенням трьох індивідуальних тестових вимірювань для будь-якого з вимірюваних зразків.
Результати досліджень залежності межі міцності при розтягненні зразків, постоброблених за відповідної температури, від часу опромінення УФ мають бути представлені графічно для більш зручного подальшого аналізу та розуміння процесів, що відбуваються.
З огляду отриманих результатів потрібно буде зробити висновок щодо варіанта постобробки УФ, який дозволяє досягти максимальних показників межі міцності при розтягненні.
Визначення межі міцності при розтягненні майбутньої деталі за різних умов впливу температури та тривалості УФ, надає можливість визначати оптимальні умови здійснення постобробки УФ. Отримані дані дозволять визначити нові області використання полімерів. Проте слід пам’ятати, що на властивості матеріалу також впливають геометрія деталі, орієнтація та налаштування друку.

Література
1.	Технології фотополімерного 3D-друку: опис, переваги та недоліки. Режим доступу: https://monofilament.com.ua/ua/blog-novini-3d-druku-ta-additivnih-tehnologij/sla-dlp-lcd-tehnologiji-fotopolimernogo-3d-druku-opis-perevagi-ta-nedoliki.
2.	Картридж Formlabs Flexible 80A Resin. Режим доступу:   https://3ddevice.com.ua/ru/product/ картридж-formlabs-flexible-80a-resin-для-гибких-изделий-1л/.
3. Технічні характеристики інженерних смол Formlabs. Режим доступу: https://3ddevice.com.ua/ru/blog/3d-printer-obzory/inzhenernyye-smoly-formlabs/#C19.
4.	Form Cure time and temperature settings. Режим доступу: https://support.formlabs.com/s/article/Using-Form-Cure.
5.	ASTM D412-06 Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers – Tension – 2015.