РАЗРАБОТКА ФИЛАМЕНТОВ С НЕПРЕРЫВНЫМ ВОЛОКНОМ ДЛЯ FDM ПЕЧАТИ: FJMUGT

Ленар Нургалеевич  Шафигуллин; Наталья Владимировна   Романова; Азат Талгатович  Габдрахманов; Эдуард Владимирович  Панфилов; Андрей Михайлович  Сотников

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2026.02.041

Авторы

Ленар Нургалеевич Шафигуллин Набережночелнинский институт (филиала) Казанского Федерального Университета
Наталья Владимировна Романова Набережночелнинский институт (филиала) Казанского Федерального Университета
Азат Талгатович Габдрахманов Набережночелнинский институт (филиала) Казанского Федерального Университета https://orcid.org/0000-0003-4667-8311
Эдуард Владимирович Панфилов Набережночелнинский институт (филиала) Казанского Федерального Университета https://orcid.org/0009-0009-1066-8219
Андрей Михайлович Сотников Набережночелнинский институт (филиала) Казанского Федерального Университета https://orcid.org/0009-0006-6164-8806

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2026.02.041

Ключевые слова:

филамент, непрерывное волокно, полимерный композиционный материал, FDM печать.

Аннотация

Полимерные композиционные материалы конструкционного и функционального назначения являются одними из самых многочисленных и разнообразных видов материалов. Их применение в различных областях техники обеспечивает значительный экономический эффект по сравнению с традиционными, изготовленными из металла, узлами и деталями. Применение филаментов с непрерывным волокном для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом FDM печати позволяет создавать прототипы и масштабные модели в короткие сроки при минимальных затратах, что соответствует современным тенденциям перехода к кастомизированному производству. Изготовлены лабораторные образцы филаментов на основе полиэтилена высокого давления и сополимера этилена с винилацетатом армированного непрерывным базальтовым волокном. Проведён анализ полученных композиций по внешнему виду, геометрическим размера, плотности, содержанию связующего, микроструктуре, количеству нитей в базальтовом волокне. Анализ внешнего вида деталей, изготовленных из полимерных композиций, выявил наличие незначительных видимых дефектов (коробления, деформации, прижоги, расслоение). Система «Полиэтилен-базальтовое волокно» подходит для производства анизотропных композиционных изделий автомобильной промышленности, производства беспилотных летальных аппаратов в виду своей низкой стоимости, доступности большого марочного ассортимента полиэтилена в РФ и отечественного производителя базальтового волокна.

Библиографические ссылки

Полимерные композиционные материалы на термопластичной матрице / Е.Н. Каблов [и др.]. // Известия высших учебных заведений. серия химия и химическая технология. 2016. Т. 59, № 10. С. 61-71. doi 10.6060/tcct.20165910.536.

Синтез простых и сложных эфиров вицинальных триазолов / М.В. Казанцева [и др.]. // Известия высших учебных заведений. серия химия и химическая технология. 2016. Т. 59, № 10. С. 4-10. doi 10.6060/tcct.20165910.5365.

Композиционный материал на основе полиолефинов и модифицированных растительных наполнителей/ А.В. Горбачев [и др.]. // Пластические массы. 2023. № 1-2. С. 48-52. doi 10.35164.0554-2901-2023-1-2-48-52

Мусин И.Н., Файзуллин И.З., Вольфсон С.И. Влияние добавок на свойства древесно – полимерных композитов// Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15. № 24. С. 97-99.

Кириченко Н. Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: учебник для студ. учреждений сред. проф. Образования. 9-е изд., стер. Москва : Издательский центр «Академия», 2014. 208 с.

Материаловедение в машиностроении и промышленных технологиях: учебно-справочное руководство/ В.А. Струк, [и др.]. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2010. 536 с.

Васильева Л. С. Автомобильные эксплуатационные материалы: учебник для вузов. 2-е изд. Москва : Наука-Пресс, 2004. 421 с.

Максимов Н.М. Стратегия развития аддитивных технологий// Аддитивные технологии. 2021. № 4. С. 10.

Сацкая 3.М. О развитии аддитивных технологий в России// Аддитивные технологии. 2021. № 3. С. 16–20.

Влияние технологических режимов FDM-печати и состава используемых материалов на физико-механические характеристики FDM-моделей (обзор) [Электронный ресурс]/ С.В. Кондрашов [и др.] // Труды ВИАМ. 2019. № 10 (82). С. 34–49. URL: http://www.viam-works.ru/ (дата обращения: 29.05 2025).

Балашов А.В., Маркова М.И. Исследование структуры и свойств изделий, полученных 3D-печатью [Электронный ресурс] // Инженер. вестн. Дона. 2019. № 1. URL:: ivdon/ru/ru/magazine/archive/nly2019/5618/ (дата обращения: 29.05 2025).

Разработка методики испытаний материалов для FDM -печати, применяемых для изготовления автокомпонентов/ Л.Н. Шафигуллин [и др.]// Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. Казань. 2024. №2. С. 119 – 124.

Шафигуллин Л.Н., Габдрахманов А.Т., Романова Н.В. Анализ материалов и технологий гранульной 3d печати для изготовления деталей автомобилей// Сборник статей всероссийской научно-практической конференции «Перспективные технологии реверс-инжиниринга и быстрого прототипирования». Севастополь. 2025. С. 61-66.

Рашевский Д.А. 3D-печать переработанным пластиком// Научный альманах ассоциации FRANCE-KAZAKHSTAN. 2024. № 2. С. 142-145.

Хаширов, А.А. Влияние технологических режимов FDM - печати на свойства изделий из полифениленсульфона и его композита с дискретным углеродным волокном: дис. ... канд. тех. наук. Нальчик, 2019. 124 с.

ГОСТ Р 59100 - 2020. Пластмассы. Филаменты для аддитивных технологий. Общие технические требования: введ. 2021-07-01. Москва, 2020, 11 с.

ГОСТ Р 56679 – 2015. Композиты полимерные. Метод определения пустот: введ. 2017-01-01. Москва, 2016, 12 с.

ГОСТ Р 56796 – 2015. Композиты полимерные. Прегеги. Метод определения содержания исходных компонентов в препреге: введ. 2017-01-01. Москва, 2016, 19 с.

ГОСТ Р 57800 - 2017. Композиты полимерные. Подготовка образцов для микроструктурных исследований: введ. 2018-06-01. Москва, 2017, 7 с.

ГОСТ 32666 – 2014 (ISO 11567:1995). Волокно углеродное. Определение диаметра и площади поперечного сечения элементарной нити: введ. 2015-09-01. Москва, 2014, 19 с.