Effect of surface modification by acetone vaporization on the structure of 3D printed acrylonitrile-butadiene-styrene elements

• Autorzy: Marciniak D. , Szewczykowski P. , Czyżewski P. , Sykutera D. , Bieliński M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.11.6

Warianty tytułu

PL

Wpływ waporyzacji acetonowej powierzchni elementów wykonanych techniką 3D z kopolimeru akrylonitryl-butadien-styren na ich strukturę

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The internal structure of samples produced by additive manufacturing (AM) technology of copolymer acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) was studied by microcomputer tomography (micro-CT). The results of micro-CT were correlated with the mechanical properties of samples. The aim of this paper was to demonstrate the acetone vaporization influence on the structure and mechanical properties of ABS samples printed with additive manufacturing technology. Samples were printed on three different devices and scanned with micro-CT after acetone vapors treatment. Mass and hardness of the samples were measured. Finally, the static tensile test was performed. Irregularly spaced voids, which directly affected samples properties, have been detected. Under the influence of acetone vaporization, the properties of the samples have changed such as: number of voids, mass, hardness, tensile strength.

PL

Strukturę wewnętrzną próbek wykonanych metodą technologii przyrostowej z kopolimeru akrylonitryl-butadien-styren (ABS) zbadano za pomocą mikrotomografu komputerowego (CT). Wyniki skanów CT skorelowano z właściwościami mechanicznymi próbek. Oceniano wpływ oddziaływania par acetonu na strukturę i właściwości próbek z ABS wykonanych w technologii przyrostowej. Próbki przygotowano z zastosowaniem trzech różnych urządzeń i po waporyzacji acetonowej zeskanowano je za pomocą mikrotomografu. Wyznaczono masę, twardość oraz przeprowadzono statyczną próbę rozciągania próbek. W strukturze elementów z ABS stwierdzono obecność nieregularnie rozmieszczonych porów, wpływających na właściwości próbek. Pod wpływem waporyzacji acetonowej zmieniły się właściwości próbek, takie jak: liczba porów, masa, twardość oraz wytrzymałość na rozciąganie.

Słowa kluczowe

EN

fused deposition modeling; microcomputer tomography; acetone vaporization; additive; manufacturing; mechanical properties

PL

osadzanie topionego materiału; mikrotomografia komputerowa; waporyzacja acetonowa; technologie przyrostowe; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 11-12
• Strony: 785--790
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Marciniak D.

• UTP University of Science and Technology, Department of Materials Engineering and Polymer Processing, Institute of Manufacturing Technology, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

autor

Szewczykowski P.

• UTP University of Science and Technology, Department of Materials Engineering and Polymer Processing, Institute of Manufacturing Technology, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

autor

Czyżewski P.

• UTP University of Science and Technology, Department of Materials Engineering and Polymer Processing, Institute of Manufacturing Technology, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

autor

Sykutera D.

• UTP University of Science and Technology, Department of Materials Engineering and Polymer Processing, Institute of Manufacturing Technology, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

autor

Bieliński M.

• UTP University of Science and Technology, Department of Materials Engineering and Polymer Processing, Institute of Manufacturing Technology, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland

Bibliografia

• [1] Singh R., Singh S., Singh I.P. et al.: Composites Part B: Engineering 2017, 111, 228. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.11.062
• [2] Dawoud M., Taha I., Ebeid S.J.: Journal of Manufacturing Processes 2016, 21, 39. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmapro.2015.11.002
• [3] Pietanza S., Sorgente D., Percoco G.: Rapid Prototyping Journal 2015, 23, 5. https://doi.org/10.1108/RPJ-12-2015-0200
• [4] Durgun I., Ertan R.: Rapid Prototyping Journal 2014, 20, 3. http://dx.doi.org/10.1108/RPJ-10-2012-0091
• [5] Zhang S.U., Han J., Kang H.W., Shin B.C.: “Thermomechanical properties of ABS parts fabricated by fused deposition modeling and vapor smoothing”, Materials of 18th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems, 3–5 April 2017, Dresden, Germany. http://dx.doi.org/10.1109/EuroSimE.2017.7926222
• [6] Vijay P., Danaiah P., Rajesh K.V.D.: Journal of Mechanical Engineering and Automation 2012, 1, 1. http://dx.doi.org/10.5923/j.jmea.20110101.03
• [7] Onwubolu G., Rayegani F.: International Journal of Manufacturing Engineering 2014, ID 598531. http://dx.doi.org/10.1155/2014/598531
• [8] Hossain M., Ramos J., Espalin D. et al.: Proceedings of 24th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium 2013, Austin, Texas, p. 380.
• [9] Ziemian C., Cipoletti D., Ziemian S. et al.: Proceedings of 25th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium 2014, Austin, Texas, p. 525.
• [10] Wąsicki A., Kościuszko A.: Polimery 2011, 56, 401.
• [11] Bieliński M., Czyżewski P., Kościuszko A.: Polimery 2016, 61, 850. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.850
• [12] Lee B.H., Abdullah J., Khan Z.A.: Journal of Materials Processing Technology 2005, 169, 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2005.02.259
• [13] Armillotta A.: Rapid Prototyping Journal 2006, 12, 1. http://dx.doi.org/10.1108/13552540610637255
• [14] Bakar N.A., Mohd R.A., Hambali B.: Journal of Zhejiang University – SCIENCE 2010, 11, 12.
• [15] McCullough E.J., Yadavalli V.K.: Journal of Materials Processing Technology 2013, 213, 6. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2012.12.015
• [16] Bual G.S., Parlad K.: Manufacturing Science and Technology 2014, 2 (3), 51.
• [17] Galantucci L.M., Lavecchia F., Percoco G.: CIRP Annals -Manufacturing Technology 2010, 59, 1.
• [18] Singh R., Singh S., Singh I.P.: 3D Printing and Additive Manufacturing 2016, 3 (2). http://dx.doi.org/10.1089/3dp.2016.0001
• [19] Durgun I., Rukiye E.: Rapid Prototyping Journal 2014, 20 (3), 228. http://dx.doi.org/10.1108/RPJ-10-2012-0091
• [20] Garg A., Bhattacharya A., Batish A.: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2017, 89, 2175.
• [21] Pepliński K., Czyżewski P., Górecki D. et al.: Polimery 2017, 62, 198. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2017.198
• [22] Kuo C.C., Mao R.C.: Materials and Manufacturing Processes 2016, 31, 8. http://dx.doi.org/10.1080/10426914.2015.1090594
• [23] Agarwala M.K., Jamalabad V.R., Langrana N.A. et al.: Rapid Prototyping Journal 1996, 2 (4), 4. http://dx.doi.org/10.1108/13552549610732034
• [24] Percoco G., Lavecchia F., Galantucci L.M.: Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology 2012, 4, 19.
• [25] Perez T., Angel R., Roberson D.A., Wicker R.B.: Journal of Failure Analysis and Prevention 2014, 14, 3.