Покрытие для моделей из 3D принтера
Думаю, ни для кого не секрет что печатные самолёты при всей их крутизне по всем фронтам, обладают одним большим минусом относительно других технологий - они крайне хрупкие, по сути одноразовые.
При ударных нагрузках с малой площадью контакта (ветка, камень), как правило происходит расслоение потому что пластик распределяет нагрузку в первую очередь вдоль нити.
Предлагаю в этой теме обсуждать средства и технологии для улучшения прочности печатных самолётов, заделки неровностей и дефектов.
Начну с своих изысканий для PLA.
Итак:
Идея в том что самолёт нужно покрыть чем-то что будет распределять ударную нагрузку.
Эпоксидка (клей ЭДП) - не имеет адгезии. Для покрытия не подходит + после высыхания не пластичен.
Полиуретановый лак на водной основе
Имеет среднюю адгезию. Образует тонкое эластичное прочное покрытие. Требуется наносить не менее 5 слоёв с промежуточной сушкой на отлип. Для ускорения сушить можно феном. Наносится кистью.
Число слоев очень сильно зависит от качества лака (сколько там воды и сколько полезного вещества).
Использовать стоит только дорогие (от 1000р за литр) для наружных работ. В дешёвых просто больше воды. Отличить можно по текучести. Чем более густая жижа - тем лучше.
Лётные испытания проводил. Сильно лучше чем без покрытия. Например самолёт можно брать и кидать за мягкую часть фюзеляжа, он проминается, но не трескается. От серьёзных ударов не спасает, но сильно локализовывает повреждения. Например при посадке самолёт закрутило и он приложился хвостом о ледышку. Образовалась небольшая пробоина, причем по большому счету не вдоль слоев. Лак не дал уползти трещине.
Клей ПВА
На удивление имеет неплохую адгезию к PLA.
Пробовал момент столяр D3 (серая банка) и момент столяр экспресс.
За счёт более густой консистенции, наносится намного проще и быстрее чем полиуретан. Наносить нужно шпателем.
Наносить от 3 слоев, что получается примерно как от 5 слоёв хорошего полиуретанового лака.
Из-за насыщенного цвета очень хорошо видно как нанесено. Покрытие получается ровным, без борозд от кисти.
D3 полностью прозрачный после высыхания. Снимается пленкой с применением силы.
Экспресс имеет желтоватый оттенок. Имеет заметно большую адгезию. В материал не проникает, но хорошо за него хватается. Мажется более толстым слоем и намного быстрее сохнет, особенно под феном. При попытке снять нужно ковырять по небольшим кусочкам. Снять пленкой не получилось. Хорошо липнет. Видимо дело в пластификаторе, он даёт такие свойства.
О механических свойствах. Пока не изучил “научно” и не проводил летных испытаний. Провёл пару субъективных тестов на царапины и на на удары.
Тесты выполнялись на крыле.
Царапины - возил канцелярским ножом с небольшим усилием. D3 царапается сильнее полиуретана, но субъективно держится неплохо. До пластика не режет. Экспресс почти не царапается.
Удары - тыкал “обычной” (как для винтов в компьютере) крестовой отвёрткой с одинаковой силой в оболочку 0.4мм.
Деталь без покрытия расслаивается в точке удара, а трещина ползет вдоль слоев, иногда далеко.
С покрытием разрушения пластика не происходит. Может возникать отслоение покрытия от пластика, но его площадь раза в полтора больше площади контакта. При этом для Экспресс отслоения не происходит.
Чтобы вызвать разрушение пластика, требуется увеличить силу удара в 2-3 раза. При этом трещина не ползет, а остаётся в пределах отслоения. Для Экспресс длина разлома составляет примерно 5мм, а отслоение только над разломом.
Экспресс в тестах выигрывает видимо из-за лучшей адгезии и большей прочности.
Возможно, если увеличить толщину слоя с D3, то будет нечто подобное, но думаю дело именно в лучшей адгезии у экспресса.
Перед нанесением, поверхность нужно обработать 80 наждачной бумагой чтобы сделать шершавой, затем обезжирить. PLA пластик очень плохо шкурится, давая “волосатую” поверхность, что тут как нельзя кстати.
Это сильно упрощает нанесение клея шпателем - мажется ровным слоем, не тянется и не скользит + улучшает адгезию т.к. клей пропитывает эту “шерсть”.
Впрочем, это улучшение. И без шкуринга липнет хорошо.
Стоимость материала и время нанесения меньше чем у полиуретана.
Вес у сухой плёнки очень мал. Банка тяжёлая потому что там вода, которая потом испаряется.
Полиэфирная шпаклёвка по пластику
Не имеет прочностных характеристик. Хорошо липнет, легко обрабатывается. Проще говоря, шпаклёвка.
А ещё дико воняет в отличии от полиуретана и особенно ПВА.
Эпоксидный клей для пластика
Дико дорого. Для покрытия не подходит.
Им можно усилить стыки деталей с армированием строительной сеткой для стен или стеклотканью.
Пробовал момент. Липнет хорошо, но достаточно специфичное местное применение. В основном потому что маленький шприц стоит более 600р. Если покрывать то его не хватит даже на половину одной стороны крыла.
Проще говоря, клей для особых случаев.
Поксипол и его клоны
Не имеют адгезии к PLA. Не подходят ни для покрытия (да и дорого), ни как клей.
Эпоксилин
Это такой двухкомпонентный “пластилин”, который после высыхания превращается в камень.
Не имеет адгезии к пластику, но им можно вылепить что-то. Например на модели Мессершмитт от 3DLab я им делаю крепление крыла. В задней части леплю на него два дюбеля так чтобы эпоксилин был вокруг внутренней рамы. В крыле делаю два отверстия и прикручиваю его на саморезы. Вырвать можно только с этой рамой.
Ещё он тяжёлый.
Проще говоря - силовой пластилин для творчества 😃
Из опробованного самым перспективным видится клей ПВА “Момент Столяр Экспресс” потому что в первом приближении очень похож на полиуретан, даже немного лучше, наносить сильно проще, быстрее, по цене дешевле. Буду более детально изучать его свойства. И ближайший самолёт будет покрыт им для летных испытаний.
Также нужно поискать ещё марки клея для наружного применения чтобы механические свойства были ещё лучше.
А что используете вы, и какие есть идеи как сделать печатные самолёты “неубиваемыми”.
печатные самолёты “неубиваемыми”.
Нет такого понятия в авиастроении. Планер рассчитывается на нагрузки, которые соответствуют его главному назначению - летать. И приземляться. Также в рамках допустимых нагрузок. Про использование полиуретановых составов не на водной основе я уже писал. Проводил испытания на бумажных конструкциях. Фюзеляж Як-3 из бумажных сегментов (бумага 80 г/м2 + электрокартон 0.3 мм+обойный PVA клей), покрытый 3 слоями ПУ лака в аэрозольной упаковке (Rust Oleum) или 1 слоем двухкомпонентного ПУ состава (распыление пистолетом) становится по жёсткости экивалентным аналогу из PET. При гораздо меньшей трудоёмкости изготовления. Покрытие таким лаком печатных оболочек из PLA/ABS также увеличивает их механическую и эксплуатационную прочность, но в композит или литой пластик не превращает.
Набор веса около 3%. Не знаю качества продуктов в России, но скажу, что двухкомпонентный компаунд марки Poxipol 10 min - один из лучших материалов для шпаклёвки, ремонта и упрочнения печатных деталей. Рекомендован StratoSys. Кстати, SS имеет в открытом доступе большую библиотеку на все сопутствующие процессы и материалы. Подпишитесь и используйте. Всё давно придумано. Эпоксидные автошпаклёвки как и более лёгкие - акриловые имеют великолепную адгезию к пластикам. Использую акрил для внутренних малярных работ.
Один из техпроцессов, используемых для упрочнения печатных деталей для стрессовых нагрузок . это композитные покрытия и заполнители. То есть, оклейка поверхностей тканями (стекло и уголь) на основе эпокси или ПУ и инжекция внутрь структуры infil тех же компаундов, армированных волокнами или ровингом. Есть и более совершенные техники как, например, напыление упрочняющего состава, содержащего наночастицы, на поверхности печатных изделий. Во многом успех зависит от применения компаунда, соответствующего ТУ. Сейчас имею в работе крыло для hydrofoil (kitesurf). Для прототипа крыло-оболочка (очень сложный 3-х мерный профиль) печатается из PLA, заполняется композитом изнутри и оклеивается тканями сверху, Прекрасную адгезию к PLA в этом случае имеет компаунд эпокси известной марки Araldite.
Обязательным также является введение в конструкцию печатных деталей армирующих элементов из подходящих материалов. Например, в случе h.f. внутри крыла устанавливаются дюралевые лонжероны. Для авиамоделей можно применять бальсу, сосну, угле и стеклопластики. Кевларовые нити и проволока в нужных местах также увеличат прочность узла без лишнего веса. Печатный процесс не догма, а только один из возможных в современном конструировании.
Поксипол и его клоны
Не имеют адгезии к PLA. Не подходят ни для покрытия (да и дорого), ни как клей.
Да, ладно! Какой Poxipol тестили то? Мы у себя в моделке, пользуемся оригинальным прозрачным(т.е. без наполнителя), уже достаточно продолжительное время, в том числе и для заделки мелких пробоин или незначительных косячков печатных моделей из PLA пластика - никаких нареканий к оригинальному Poxipol не имеем! Адгезия к PLA пластику нормальная. За клоны выше упомянутого клея ничего не скажу, т.к. не пользуемся.
Итак:
Идея в том что самолёт нужно покрыть чем-то что будет распределять ударную нагрузку.
Наверное, уважаемый топик стартер, здесь Вы имели ввиду покрытие, которое значительно увеличит прочность модели в целом?! Думаю, что покрытия которое в разы увеличит прочность модели и при этом практически ничего не будет весить - пока еще не придумали! А полностью печатные модели и так имеют избыточный вес и если их еще покрывать, по методу описанному Вами выше (т.е. в 3-5 слоев), то любая модель “усиленная” таким образом, наберет дополнительного веса, не 3%, а все 10-15%!
На мой взгляд, любителям цельно печатных моделей, нужно двигаться в направлении поиска других пластиков. Хотя конечно на данный момент, чего типа “карбона” для 3D печати, пока не видно в широком доступе и по демократичным ценам. Но полагаю, такой пластик появится в обозримом будущем.
Сейчас же некоторые моделисты 3D печатники, из моих знакомых, достаточно много стали печатать PETG пластиком. Его прочность, конечно выше чем у упомянутого Вами PLA, но требует более четкой настройки печати и на более высоких температурах.
Еще, для любителей полностью печатных моделей, советую более тщательно выбирать места (т.е. площадки) для запусков своих моделей. Это тоже значительно снижает риск потери моделей.
Мне так же например очень симпатичны модели гидросамолетов, у которых конечно есть свои нюансы на взлете и посадке, но зато на воде нет препятствий которые зачастую встречаются в поле или на плохо подготовленных лужайках.
И последнее… печатные модели самолетов - это, однозначно, не для начинающих RC пилотов! В этом кроются, неудачи многих пилотов-3D печатников!
Умения “летать” на пенолете, типа Cessna-150 или Piper Cub - не достаточно, для того что бы сразу перейти на модели изготовленные по аддитивным технологиям! ИМХО - конечно.
Предлагаю оставить обсуждение площадок, навыков пилотирования, настройки принтера и т.п. за рамками темы. Реалии таковы, что печатный самолёт можно повредить даже при очень казалось бы мягкой посадке. При этом аналогичный самолёт из пены остался бы без повреждений.
Поксипол пробовал самый обычный прозрачный и ещё клон от момента.
Шпаклюет - да, но если поковырять, то неплохо так отщелкивается. Короче липнет пока не трогаешь. Может у нас разная технология нанесения или попался плохой, как то раз натыкался.
ПВА Экспресс кстати за сутки вообще наглухо прилип.
Шпаклюет - да, но если поковырять, то неплохо так отщелкивается. Короче липнет пока не трогаешь. Может у нас разная технология нанесения или попался плохой, как то раз натыкался.
А шкурить перед нанесением клея поверхность пробовали? У Poxipol, как и у множества других клеев, адгезия к прошкуренной поверхности выше.
Предлагаю оставить обсуждение площадок, навыков пилотирования, настройки принтера и т.п. за рамками темы.
А вот это зря. Останетесь тут один рассуждать… Люди всё-же на этом форуме не в казарме…
Вообще не понимаю, зачем вы отдельную ветку запустили. Можно было бы на паре страниц соседней темы всё обсудить, разжевать и пойти дальше…
А вот это зря. Останетесь тут один рассуждать… Люди всё-же на этом форуме не в казарме…
Вообще не понимаю, зачем вы отдельную ветку запустили. Можно было бы на паре страниц соседней темы всё обсудить, разжевать и пойти дальше…
Не хочется мешать всё в кучу. Тут вопрос конкретный: “Чем облить модель чтобы стала прочной?”
Это как если создать тему “чем покрасить авто чтобы камни сколы не оставляли”, а обсуждать качество сварки и конструкцию силовой рамы 😃
а как же самый интересный момент? что с весом ? сколько прибавляет 3-5 слоев, ощущается ли при полете перетяжеленность и без того не легких моделей из пластика?
Мне кажется, автор что-то недоговаривает или преувеличивает. Я сам лично видел напечатанные модели самолетов, нашими местными моделистами. Качество поверхности очень достойное - чуть шлифануть и можно красить. Кроме того, посадки в жесткие стебли выдерживают без выламывания кусков конструкций. Было мнение, что печать делалась из какого-то пластика подороже и качественнее, чем ABS или PLA. Вес конечно побольше, чем у пенолета, но вполне соизмерим с бальзовой конструкцией.
По поводу усиления. Усиление можно сделать только применяя некие материалы для этих целей, а не только голые связующие. Оклейте самолет стеклотканью 18 или 25г/кв.м и будет вам усиление.
а как же самый интересный момент? что с весом ? сколько прибавляет 3-5 слоев, ощущается ли при полете перетяжеленность и без того не легких моделей из пластика?
Потерял старые замеры по поводу полиуретанового лака, вроде бы выкладывал их в соседней теме, но нужно искать. Если без цифр, то покрытие полиуретановым лаком в 5 слоев + краска + 3 слоя лака не ощущаются в полёте от слова совсем. Не знаю откуда пошло мнение что “печатные самолёты не летают потому что тяжелые”, наверно как и “БМВ - ломучий отстой”, т.е. от тех, кто сам не пробовал или пробовал, но с заведомо неправильным или “мертвым” сетапом 😃
Новая тушка Спитфайра готова. Сейчас полный вес печатных деталей составляет 530г. Из них крыло 310г. Тушка склеена, но не вырезан люк над крылом.
Буду покрывать клеем “Момент Столяр Экспресс”. На тестовом крыле его крайне сложно отделить от пластика. Отламывается мелкими кусочками, которые ещё и хорошенько ковырять нужно.
По поводу усиления. Усиление можно сделать только применяя некие материалы для этих целей, а не только голые связующие. Оклейте самолет стеклотканью 18 или 25г/кв.м и будет вам усиление
Этот метод тоже хочу попробовать, если ещё ни кто не делал. Вопрос снова чем мазать? Эпоксидка не подходит.
Слышал что планеристы так же ПВА пропитывают.
С композитами не работал.
Стеклоткань клеится любым клеем. Единственный момент, желательно чтобы клей после высыхания был как можно тверже. Иначе толку от такого покрытия будет мало.
Интересно, если ПВА липнет к печатным деталям, жидкое стекло будет ли так же хорошо держаться за поверхность? В последнем случае, при положительном исходе, можно изготавливать модели не хуже композитных, которые делают в матрицах.
Подробней пожалуйста по технологии и что должно получиться?
Дык, это вы расскажите, как жидкое стекло держится на напечатанных деталях…
Я имею ввиду как это делать 😃
Просто покрыть сверху жидким стеклом?
если ПВА липнет к печатным де
Есть мнение, что именно что - липнет, а не приклеивается. ПВА к пластикам вообще плоховато пристаёт.
Обычный липнет, впрочем как и полиуретановый лак, а экспресс клеится (очень хорошо липнет). Однако, он не просто на водной основе, там введён достаточно химозный по запаху пластификатор.
ПВА Д3 на разные пластики наносил, в том числе печатные. на первый взгляд - держится, по факту - клеевое соединение чисто декоративное, если вдруг нагрузка предполагается. Правда, обшивку из стелка возможно удержит.
Подходящее покрытие найдено
Провел тестирование наполнения монтажной полиуретановой пеной модели изнутри.
Использовал пока однокомпонентную пену. Заливал фюзеляж P-51D целиком. Также для эксперимента перенес серву РВ в носовую часть и добавил РН с сервой так же в носовой части (для центровки)
Перед заливкой пеной вложил тяги РН и РВ смазанные машинным маслом (бытовым), которым обычно принтер смазываю. После засыхания пены, тяги с некоторым усилием вышли. Лучше смазывать чем-то типа густой силиконовой смазки, масло распределяется неравномерно и местами пена прилипает.
Сервы РН и РВ поместил в напечатанные кожухи, которые приклеил к стенкам (уже после заливки и выборки пены до пластика в местах крепления). Дополнительно приклеил пару ушей для удержания тяг.
При полном заполнении пеной добавляется порядка 100г, что много.
Заполненная целиком конструкция имеет хорошую прочность “как мячик”. При ударах оболочка трескается, но форма и прочность сохраняются.
Дальше выбрал пену руками в отсеке под батарею, мотор, регулятор, приемник. Оставшаяся пена в хвосте дает заведомо заднюю центровку, которую невозможно будет исправить. Пришлось выбрать в хвосте, оставив только некоторое количество вдоль стенок. Вообще везде где выбирал - оставлял вдоль стенок около 5мм спресованного руками.
Облегченная конструкция обладает сильно меньшей прочностью + уменьшает внутренний объем. Ещё это очень хороший теплоизолятор. Вырезал штатное выходное отверстие на P-51D чтобы фюзеляж протягивался. Было опасение за регулятор, он получился как “в шубе”.
Конечно, провел лётные испытания и краш-тест в виде морковки с ножа примерно под 45 градусов с ударом крылом. Крыло кстати без заполнения, только краска и обычный лак.
Итого:
- Пена имеет не очень хорошую адгезию к PLA. При ударах пена может отставать от пластика, позволяя ему разрушаться в месте удара
- Использование в фюзеляже требует выборки лишнего, что сказывается на прочности, усиливая эффект от пункта №1
- Много ручной работы. Сложность выборки пены выше чем сложность нанесения покрытия из балона
- По сути, получается покрытие, только внутри
- Пена хорошо сохнет в закрытом объеме, нужно только перед заливкой хорошо смочить водой из пульверизатора (пене нужна вода для “высыхания”)
Резюме:
Использовать можно только в закрытых деталях, где не требуется последующее внедрение чего-либо, например должно хорошо работать в крыле (не проверял). Но, ПУ пена достаточно тяжелая.
Сложность и “грязность” применения пены сильно выше чем защитных покрытий в аэрозолях, при этом в случае применения в качестве покрытия, не имеет видимого преимущества по прочности по сравнению с яхтным лаком в балоне, нанесённым в 3-5 слоев с двух сторон.
По совокупности факторов применение пены не имеет практической ценности, по моему мнению.
(фото сейчас загружу)