ПРИМЕНЕНИЕ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ОБРАЗЦОВ ЦЕМЕНТНЫХ МАТРИЦ

Подготовка лабораторных образцов цементных матриц, необходимых для иммобилизации твердых радиоактивных отходов, трудоемкий процесс. Стандартный лабораторный образец должен быть выполнен в виде куба со стороной 100 мм, с ровными поверхностями и соответствовать требованиям ГОСТ Р 71913-2024. Соответственно, для заливки растворов на основе цемента, необходимы специальные формы. В данной работе показаны возможности аддитивных технологий, в частности, метода послойного формообразования (3D печать пластиком) для создания таких форм. Выполнена разработка и оптимизация конструкции формы в программе трехмерного моделирования, а также изготовлены прототипы цельной и разъемной формы, с помощью которых получены тестовые образцы цементных матриц. Прототипы «напечатаны» на современном 3D принтере фирмы Bambu Lab с применением наиболее распространенного и широко используемого пластика – полилактида (PLA). По результатам исследования апробирована конструкция многоразовой разъемной формы, использование которой позволяет получить образец цементной матрицы требуемого размера и формы.

1. Zhou L., Miller J., Vezza J., Mayster M., Raffay M., Justice Q., Tamimi Z., Hansotte G., Sunkara L.D., Bernat J. Additive Manufacturing: A Comprehensive Review // Sensors. – April 2024. – Vol. 24, Iss. 9. Art. 2668. – https://doi.org/10.3390/s24092668

2. Ahmadifar M. [et al.] Additive manufacturing of polymer-based composites using fused filament fabrication (FFF): a review // Applied Composite Materials. – 2021. – Vol. 28, No. 5. – Р. 1335–1380. – https://doi.org/10.1007/s10443-021-09933-8

3. Sabbatini B. [et al.] An overview of natural polymers as reinforcing agents for 3D printing // ChemEngineering. – 2021. Vol. 5, No. 4. – Art. 78. – https://doi.org/10.3390/chemengineering5040078

4. Tom’s Hardware [Электронный ресурс]. – 2024. – Режим доступа: https://www.tomshardware.com/3d-printing/bambu-lab-x1-carbon-3d-printer-review?utm_source=chatgpt.com (дата доступа 05.12.2025 г.)

5. ГОСТ Р 71913-2024. Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия.– Введ. 2025-03-01.– М.: Российский институт стандартизации, 2025.

6. Горбунова, О.А. Цементирование твердых радиоактивных отходов методом пропитки высокопроникающими растворами: дис. канд. тех. наук: 5.17.02: защищена 25.04.2004: М. – 2004.

7. Shchekin A. V. [et al.] Simulation of the Machining of a Bush in the KOMPAS-3D System // Russian Engineering Research. – 2017. – Vol. 37, No. 11. – P. 987–990. – https://doi.org/10.3103/S1068798X17110156

8. Zagorski M., Miltchev R., Dochev B., Stoimenov N. Approaches to Creating Colorful 3D-Printed Parts and Reliefs // Eng. Proc. – July 2025. – Vol. 100, No. 9. – https://doi.org/10.3390/engproc2025100009

9. Hachimi T., Ait Hmazi F., Arhouni F.E., Rejdali,H., Riyad Y., Majid F. Advancing FDM 3D Printing Simulations: From G-Code Conversion to Precision Modelling in Abaqus // Journal Manuf. Mater. Process.– 2025. – Vol. 9, No. 10. – Art. 338. – https://doi.org/10.3390/jmmp9100338