Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

the possibility of their chemical modification for use as fillers allow the creation of composite materials with high physical and mechanical properties. This paper examines the possibility of 3D printing a product using the FDM (Fused Deposition Modeling) method from a filament, which consists of a composite material based on a biodegradable thermoplastic polymer (polylactide) and a filler (modified oat husk). The filament was obtained by extrusion. The threads (filament) were tested for tension, and laboratory samples with the best results were printed on a 3D printer for further bending and strength tests. As a result of the work, laboratory samples were produced from a filament consisting of a highly filled composite material based on PLA and a chemically modified filler with high physical and mechanical properties. Keywords: polylactide, chemical modification, oat husk, additive technologies, filament, 3-D printing Acknowledgements: The article was prepared with the support of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation No. FZWN-2024-0001 using equipment based at the High Technology Centre of the Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov. Funding: State assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation No. FZWN-2024-0001. For citation: Research into the physical and mechanical properties of products created using additive technologies based on composite material with natural filler / N. I. Cherkashina [et al.] // Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 164-168. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.2.027. Введение В настоящее время аддитивные технологии играют ключевую роль в процессе цифровизации производства. Этот процесс предполагает послойное создание изделий из различных материалов, исключая использование режущих или литейных машин [1; 2]. С помощью специального программного обеспечения и компьютерного моделирования аддитивные технологии позволяют создавать трехмерные объекты сложной формы и геометрии на 3D-принтерах. Основной принцип аддитивных технологий заключается в точном послойном нанесении материала до получения спроектированной трехмерной модели, независимо от сложности ее поверхности [3]. Наиболее распространенным и доступным методом является экструдирование (FDM) [4]. В 3D-принтерах этого типа материал чаще всего в виде нити (филамента). Он подается в экструдер (печатающую головку), нить нагревается до температуры плавления и под давлением экструдируется через сопло на рабочую поверхность [5; 6]. Для 3D-печати широко используются различные пластиковые материалы. В качестве связующего вещества для нанокомпозитов предпочтительны полимерные матрицы, в основном термопласты с высокой пластичностью [7-9]. Полимолочная кислота (PLA) особенно популярна благодаря своей термопластичной структуре, доступности, экономичности и способности к более быстрому биоразложению, по сравнению с другими полимерами. В период стремления к экологическому балансу особое внимание уделяется аграрным отходам производства таким, как волокна и частицы шелухи злаковых культур, скорлупа орехов и косточки плодов, древесные опилки [10; 11] и т. д. Эти материалы демонстрируют хорошие физико-механические свойства в композициях с полимерными матрицами благодаря своим уникальным характеристикам и совместимости с полимерами. Цель исследования заключалась в создании объектов с использованием аддитивных технологий из композиционного материала, содержащего измельченную шелуху овса. Результаты Благодаря высокому содержанию чистого аморфного кремнезема, для улучшения свойств полимерной матрицы использовали шелуху овса (сбор урожая — 2023 г.). Для удаления загрязнений и улучшений адгезионной способности шелухи ее промывали в щелочном растворе. После — в дистиллированной воде для нормализации pH. Высушенные и измельченные частицы будущего наполнителя химически модифицировали кремнийорганической смолой К-9. Были изготовлены составы с различным соотношением модифицированного наполнителя и PLA по массе изделия. Методом экструдирования под воздействием температуры проводилась первичная гомогенизация наполнителя и полимерной матрицы. Для равномерного распределения модифицированных частиц наполнителя нить после первичного экструдирования подвергалась измельчению до мелкодисперсного порошка и экструдировалась второй раз под воздействием температуры. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 164-168. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 164-168. © Черкашина Н. И., Пушкарская Д. В., Форова Е. В., Шрубченко Л. Ф., 2025 165