Надежда Яковлевна Мокшина
394064, г. Воронеж, ул. Старых большевиков д. 54а.
Nadezhda Ya. Mokshina
54a, ul. Starykh Bolshevikov, Voronezh, 394064
Владимир Васильевич Хрипушин
394064, г. Воронеж, ул. Старых большевиков д. 54а.
Vladimir V. Khripushin
54a, ul. Starykh Bolshevikov, Voronezh, 394064
Маргарита Сергеевна Щербакова
394036, г. Воронеж, пр. Революции, д. 19.
Margarita S. Shcherbakova
19, prosp. Revoluytsii, Voronezh, 394036
Принципиальная особенность 3D-печати методом селективного лазерного спекания — необходимость полного заполнения рабочей камеры 3D-принтера порошковым материалом. Поскольку в процессе печати порошок расходуется не полностью, к первичному материалу в каждом цикле добавляется 25 – 30 % масс. вторичного (неиспользованного в предыдущем цикле). При этом повторная рециркуляция приводит к деградации свойств рабочей порошковой смеси и увеличению вероятности брака. В работе представлены результаты цветометрического исследования старения порошка полиамида-12, используемого в 3D-печати методом селективного лазерного спекания. Сканирование и компьютерную обработку цифровых изображений первичного и вторичного полиамидных порошков, полученных с помощью цветометрии, проводили с применением программного обеспечения. Цветометрический анализ включал выражение цвета образца с использованием параметров цветовых моделей, применяемых в цифровых технологиях синтеза окрашенных изображений. Установлено, что количество циклов до начала интенсивной деструкции составляет не более трех. Это согласуется с практическим опытом печати методом селективного лазерного спекания. Наряду с изменениями кристалличности и фракционного состава частиц термоокислительная деструкция — критический фактор, ограничивающий использование вторичного порошка. Приведены данные, характеризующие изменение цвета вторичного порошка в зависимости от продолжительности термического воздействия и газовой среды. Показано, что длительное его хранение для последующего использования нецелесообразно, так как инициаторы деструкции в материале уже присутствуют. Полученные результаты по обработке цветометрических изображений полимерного порошка могут быть использованы при контроле процесса старения расходных материалов и прогнозе вероятности брака при 3D-печати.
The key point of 3D printing by selective laser sintering is the necessity of complete filling of the working chamber of the printer with a powder material. Since the powder is not completely consumed during the printing process, 25 – 30 wt.% of secondary (unused in the previous cycle) power is added to the primary material in each cycle. Repeated recirculation leads to degradation of the properties of the working powder mixture and increases the probability of rejects. We present the results of a colorimetric study of aging of polyamide-12 powder used in 3D printing by the method of selective laser sintering. Scanning and computer processing of digital images of primary and secondary polyamide powders obtained by colorimetry were performed using MathLab program package. Colorimetric analysis included the expression of the sample color using the parameters of color models applied in digital technologies for synthesizing colored images. The number of cycles before the onset of intensive destruction is no more than three, which is consistent with the practical experience in printing by selective laser sintering. The results characterizing change in the color of the secondary powder depending on the duration of thermal exposure and the gas medium are presented. It is shown that long-term storage of the powder for subsequent use is not advisable, since the initiators of destruction are already present in the material. Thermal oxidative destruction is shown to be a critical factor limiting the use of secondary powder along with changes in the crystallinity and fractional composition of particles. Computer processing of images of polymer powder obtained by the colorimetric method can be used to control the aging process of consumables and to predict the probability of rejections in 3D printing.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.