Details

Title: Разработка технологии получения непрерывно-армированного полимерного композиционного материала на основе поликарбоната методом аддитивного производства: выпускная квалификационная работа магистра: направление 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов» ; образовательная программа 22.04.01_10 «Материалы и технологические процессы аддитивного производства»
Creators: Абанина Дарья Дмитриевна
Scientific adviser: Сотов Антон Владимирович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт машиностроения, материалов и транспорта
Imprint: Санкт-Петербург, 2023
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: аддитивные технологии; 3d-печать; полимерные материалы; полимерные композиционные материалы; непрерывное углеродное волокно поликарбонат; летательные аппараты; авиастроение; additive technology; 3d printing; polymer materials; composite polymer materials; continuous carbon fibre; polycarbonate; aircraft; aviation industry
Document type: Master graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Master
Speciality code (FGOS): 22.04.01
Speciality group (FGOS): 220000 - Технологии материалов
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2023/vr/vr23-5683
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Record key: ru\spstu\vkr\25459

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Данная работа посвящена исследованию технологии получения полимерного композиционного материала на основе поликарбоната методом экструзии, в том числе с армированием непрерывным углеродным волокном, а также изучению свойств получаемого материала и возможности изготовления опытных образцов изделий для авиационной отрасли. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Анализ современных научных публикаций на тему применения изделий из полимеров и композитов на их основе, полученных методом FDM печати, в авиационной отрасли. 2. Отработка технологических режимов печати филаментом из поликарбоната, в том числе с добавлением армирующего компонента в виде непрерывных углеродных волокон. 3. Анализ структуры, исследование механических свойств, твердости и стойкости к горению получаемого непрерывно-армированного полимерного композиционного материала. 4. Разработка технологии изготовления типового изделия из полимерного композиционного материала методом аддитивного производства. Работа проведена на базе лаборатории СПбПУ «Конструкционные и функциональные материалы», где проводилась подготовка образцов, и их последующее изготовление методом 3D-печати, а также собиралась значительная часть экспериментального материала: результаты анализа образцов на оптическом микроскопе, измерение твердости, испытание на горючесть. Были проведены расчеты объемного содержания армирующего компонента в образцах, приведена зависимость содержания углеродного волокна на механические свойства. Построение графиков проводилось в программе Origin, оценка процентного содержания пор в шлифе исследуемого материала в программе ImageJ. В результате была разработана технология получения непрерывно-армированного полимерного материала на основе поликарбоната методом 3D-печати. Даны рекомендации по исключению дефектов. На основании проведенных исследований, представлена возможность применения полученного материала при изготовлении изделий авиационной отрасли.

This work is devoted to the study of the technology for obtaining a polymer composite material based on polycarbonate by extrusion, including on the basis of reinforcement with continuous carbon fiber, as well as the study of the properties of the available material and the possibility of manufacturing prototypes of products for the aviation industry. Tasks that were solved in the course of the study: 1. Analysis of modern publications of scientific research on the use of industrial products made of polymers and composites based on them, using the FDM printing method in the aviation industry. 2. Development of technological modes of printing with polycarbonate filament, including with the addition of a reinforcing component in the form of continuous carbon supplies. 3. Analysis of the structure, study of mechanical properties, hardness and resistance to combustion of a limited space-reinforcement of a polymer composite material. 4. Development of a technology for manufacturing a typical product from a polymer composite material by the additive manufacturing method. The work was carried out on the basis of the laboratory of SPbPU "Structural and functional materials", where samples were prepared, and their subsequent production by 3D printing, and a part of the experimental material was collected: the results of an optical microscope analysis, hardness measurement, flammability test. The calculations of the content of the reinforced component in the samples were carried out, the dependence of the carbon fiber content on the mechanical properties was identified. Graphs were plotted using the Origin program, and the percentage of pores in the thin section of the starting material was estimated using the ImageJ program. As a result, a technology for preserving reinforced polymeric material based on polycarbonate by 3D printing was developed. Recommendations for eliminating defects are given. Based on the conducted research, the possibility of using the material in the manufacture of products for the aviation industry.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read
Internet Authorized users SPbPU Read
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 4
Last 30 days: 2
Detailed usage statistics