Цели: обосновать технологическое окно опытно-промышленного экструзионного компаундирования полиэтилентерефталат-гликоля (PETG) с коротким углеродным волокном для последующего изготовления FFF-филамента и выделить параметры процесса, критические для воспроизводимости материала.
Методы. Проанализированы две рецептурные точки с массовой долей углеродного волокна 5 и 10 %, при постоянной доле малеинизированного полиэтилена низкой плотности 2 %. Подготовка PETG включала сушку при 65 °C в течение 3 ч, измельчение до 50–150 мкм и рассев. Компаундирование выполняли на двухшнековом экструдере диаметром 30 мм и L/D = 44 при 220 об/мин, давлении расплава 1,0 МПа и нагрузке привода 70 %. Применены описательный анализ производственных данных, расчет активной длины шнека, окружной скорости, массовых соотношений компонентов и декомпозиция температурного профиля по 11 зонам.
Результаты. Определено трехстадийное тепловое управление: повышение температуры от 200 до 240 °C, плато 240 °C, контролируемое снижение до 210 °C и конечная термостабилизация при 230 °C. Активная длина шнека составила 1,32 м, окружная скорость – 0,346 м/с. Для рецептур с 5 и 10 % волокна отношения PETG/волокно равны 18,6 и 8,8, а совместитель/волокно – 0,40 и 0,20 соответственно. Сформирована карта критических параметров от сушки исходного полимера до повторной сушки гранулята. Для филамента из опытной партии подтверждена технологическая печатаемость на оборудовании открытого типа; скрининговый диапазон модуля упругости при изгибе составил 3,5–4,0 ГПа.
Выводы. Воспроизводимость углеродонаполненного PETG определяется согласованным контролем влажности, дозирования, термомеханической истории и вытяжки стренги. Значение 3,5–4,0 ГПа корректно трактовать как модуль, а не прочность при изгибе. Количественное разделение влияния содержания и происхождения волокна требует последующего факторного эксперимента, реологических исследований, микроскопии и испытаний по стандартизованной методике.