Проектирование изделий методом аддитивного производства для водной среды: исследование процессов деградации и водопоглощения PLA и PETG

Технологии аддитивного производства переходят от применения для быстрого прототипирования к изготовлению готовых изделий и деталей конечного использования. Процессы экструзии полимерных материалов подробно исследованы, при этом для различных технологических подходов и материалов определены все параметры и переменные. Вторичные полимерные материалы изучаются в связи с растущим экологическим сознанием современного общества. Вместе с тем обнаружено мало исследований, специально посвящённых применению аддитивного производства (AM) при разработке изделий, в которых напечатанные детали эксплуатируются в условиях высокой влажности или находятся в воде, хотя полимеры уже давно используются в таких отраслях при традиционных методах производства. В данной работе анализируются и сравниваются два полимера, изготовленных методом аддитивного производства с использованием технологии послойного наплавления (FFF) на настольных 3D-принтерах для применения в проектировании изделий. В качестве материалов использовали полиэтилентерефталат-гликоль (PETG), вторичный материал, и полимолочную кислоту (PLA). В статье представлены, проанализированы и обсуждены характеристики деградации и водопоглощения обоих материалов. Различные образцы погружали в насыщенные водные растворы, содержащие морскую соль и сахар, а контрольный образец — в дистиллированную воду. Еженедельно контролировали размеры и массу образцов, а также проводили их микроскопический анализ для изучения процессов деградации и поглощения, протекающих в полностью насыщенных растворах. Результаты показали, что процесс поглощения у обоих материалов стабилизировался через относительно небольшое число недель, тогда как деградация была более выраженной у PLA вследствие его органической природы.