PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Use of rapid prototyping technology in complex plastic structures Part II. Impact of operating conditions on functional properties of polymer harmonic drives

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Zastosowanie technologii szybkiego prototypowania skomplikowanych konstrukcji z tworzyw polimerowych Cz. II. Wpływ warunków pracy na właściwości funkcjonalne polimerowych napędów harmonicznych
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The influence of operating conditions on physical and mechanical properties of tooth surface in the flexspline of a harmonic drive was investigated. 3D printed test models were made from poly(acrylonitrile--co-butadiene-co-styrene) (ABS) copolymer and from poly(lactic acid) (PLA) and subjected to the accelerated UV aging test and to bench tests. Measurements of hardness, Vicat softening point and atomic force microscopy (AFM) analysis were performed in order to determine the properties of the teeth surface in the gear wheels. Furthermore, the degree of degradation of the plastics was determined with IR spectroscopy. It was found, that the ambient conditions and exploitation of harmonic drives do not affect the value of softening point and hardness. On the other hand, the AFM analysis indicated that the sides of teeth were smoother as a result of their cooperation. The values of Ra parameter in the areas examined decreased from 110.0 to 54.6 nm and from 23.9 to 17.0 nm for the gear wheels made of ABS and PLA, respectively. Furthermore, the Derjaguin--Muller-Toporov modulus (DMT) of surfaces was also decreased from 10.0 to 3.0 GPa and from 4.5 to 2.2 GPa in the gear wheels made of ABS and PLA, respectively. The AFM imaging provide evidence for destructive effects of UV radiation and elevated humidity, confirmed by IR spectroscopy.
PL
Badano wpływ warunków eksploatacyjnych kół podatnych zębatej przekładni falowej na właściwości fizyczne oraz mechaniczne powierzchni zębów. Zzastosowaniem druku 3D z kopolimeru poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styren)(ABS) oraz polilaktydu (PLA) wykonano modele badawcze, które poddano przyspieszonemu starzeniu promieniami UV, przeprowadzono też badania stanowiskowe. Właściwości zębów otrzymanych kół zębatych charakteryzowano na podstawie twardości i temperatury mięknienia Vicata, analizy powierzchni z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz stopnia degradacji tworzywa oznaczonego za pomocą spektroskopii IR. Stwierdzono, że warunki środowiskowe oraz eksploatacja zębatej przekładni falowej nie wpływają w istotnym stopniu na wartości temperatury Vicata i twardość powierzchni zębów. Analiza AFM wykazała, że w wyniku współpracy powierzchnia zębów się wygładziła. Średnia wartość chropowatości Ra kół zębatych wykonanych, odpowiednio, z ABS i PLA zmniejszyła się ze 110,0 do 54,6 nm oraz ze 23,9 do 17,0 nm. Ponadto, moduł Derjaguina-Mullera-Toporova (DMT) powierzchni elementów wykonanych z ABS oraz PLA również się zmniejszył, odpowiednio, z 10,0 do 3,0 GPa oraz z 4,5 do 2,2 GPa, co wskazuje na destrukcyjny wpływ promieniowania UV i podwyższonej wilgotności, potwierdzony metodą spektroskopii IR.
Czasopismo
Rocznik
Strony
216--223
Opis fizyczny
Bibliogr. 25 poz., rys. kolor.
Twórcy
autor
  • Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Department of Mechanical Engineering, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland
autor
  • Rzeszów University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Polymer Composites, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland
Bibliografia
  • [1] Bellini A., Shor L., Guceri S.I.: Rapid Prototyping Journal 2005, 11, 214.
  • [2] Sęp J., Budzik G.: Mechanik 2015, 88, 169.
  • [3] Siemiński P., Budzik G.: „Techniki przyrostowe. Druk 3D. Drukarki 3D”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2015.
  • [4] Pacana J., Markowska O.: Przegląd Mechaniczny 2017, 11, 12.
  • [5] Pacana J.: „Analiza nośności przekładni zębatych z wykorzystaniem MES”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2018.
  • [6] Dziubek T.: Polimery 2018, 63, 49. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2018.1.8
  • [7] Diaz L.A.: International Journal of Engineering Education 2007, 23, 411.
  • [8] Kannan S., Senthilkumaran D., Elangovan K.: International Conference on Current Trends in Engineering and Technology (ICCTET) 2013, Coimbatore, India.
  • [9] Kutikov A.B., Reyer K.A., Song J.: Macromolecular Chemistry and Physics 2014, 215, 2482. https://doi.org/10.1002/macp.201400340
  • [10] Tekinalp H.L., Kunc V., Velez-Garcia G.M. et al.: Composites Science and Technology 2014, 105, 144. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2014.10.009
  • [11] Ning F., Cong W., Qiu J. et al.: Composites Part B 2015, 80, 369. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.06.013
  • [12] Tobie T., Hippenstiel F., Mohrbacher H.: Metals 2017, 7, 415. http://dx.doi.org/10.3390/met7100415
  • [13] Nemoto R., Tamura E., Seyama N., Tanaka E.: International Conference on Gears 2017/International Conference on Gear Production/International Conference on High Performance Plastic Gears 2017, 1, 1133 and 2017, 2, 2294, D I-V D E - Verlag Gmbh, 2017.
  • [14] Gorla C., Conrado E., Rosa F., Concli F.: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 2018, 232, 998. https://doi.org/10.1177/0954406217695846
  • [15] Łazarz B., Wojnar G., Czech P.: Eksploatacja i Niezawodność 2011, 1, 68.
  • [16] Pacana J., Oliwa R.: Polimery 2019, 64, 56. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2019.1.7
  • [17] de Oliveira G.C., Pereira L.C., Silva A.L. et al.: Journal of Solid State Electrochemistry 2018, 22, 1607. https://doi.org/10.1007/s10008-018-3897-z
  • [18] Li J., Chen F., Yang L. et al.: Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2017, 184, 361. http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2017.04.075
  • [19] Rajan V.V., Wäber R., Wieser J.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 124, 4007. https://doi.org/10.1002/app.34560
  • [20] Motyakin M.V., Schlick S.: Polymer Degradation and Stability 2002, 76, 25. https://doi.org/10.1016/S0141-3910(01)00262-2
  • [21] Gardette M., Thérias S., Gardette J.L. et al.: Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 616. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.12.023
  • [22] Dalai S., Wenxiu C.: Journal of Applied Polymer Science 2002, 86, 553. https://doi.org/10.1002/app.10829
  • [23] Rasselet D., Ruellanac A., Guinaulta A. et al.: European Polymer Journal 2014, 50, 109. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2013.10.011
  • [24] Ndazi B.S., Karlsson S.: eXPRESS Polymer Letters 2011, 5, 119. http://dx.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2011.13
  • [25] Chlanda A., Rebis J., Kijeńska E. et al.: Micron 2015, 72, 1. https://doi.org/10.1016/j.micron.2015.01.005
Uwagi
PL
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-10214446-99d3-441b-9655-1f8b96ca17ef
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.