Wpływ druku 3D na właściwości palne elementów kolejowych z poliwęglanu i polilaktydu

• Autorzy: Hohenwarter Dieter , Fischer Christopher , Berger Matthias

Identyfikatory

DOI

10.36137/1874P

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stosowanie druku przestrzennego do produkcji elementów kolejowych jest bardziej ekonomiczne niż wytwarzanie niewielkiej liczby takich elementów w zakładach przemysłowych, zwłaszcza że w pociągach są stosowane surowe wymagania dotyczące właściwości palnych, określone w normie EN 45545-2. Niniejszy artykuł dotyczy produkcji metodą druku 3D przezroczystych elementów z poliwęglanu. Polimer modyfikowano za pomocą różnych środków zmniejszających palność oraz określano wpływ parametrów druku, zwłaszcza gęstości druku. Polilaktyd był badany tylko w celach porównawczych. Próbki wydrukowanych i zmodyfikowanych polimerów poddano naświetlaniu promieniowaniem cieplnym, zgodnie z normą ISO 5660-1, za pomocą kalorymetru stożkowego oraz działaniu bezpośredniego płomienia, zgodnie z normą UL 94. Przetwarzanie i drukowanie polimeru powoduje naprężenia termiczne molekuł. Może to prowadzić do pogorszenia palności, powodując spadek właściwości w porównaniu z poliwęglanem w stanie nieprzetworzonym, co potwierdzono dwiema metodami badawczymi. Zarówno dodatek, jak i gęstość druku wpływają na właściwości palne w zależności od rodzaju polimeru. W podsumowaniu stwierdzono, że należy dokładnie przeanalizować parametry drukowania i dodatki przy określaniu właściwości palnych polimerów.

Słowa kluczowe

PL

odporność ogniowa; materiał; poliwęglan; druk 3D; właściwości ogniowe

• Wydawca: Instytut Kolejnictwa
• Czasopismo: Problemy Kolejnictwa
• Rocznik: 2020
• Tom: Z. 187
• Strony: 33--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Hohenwarter Dieter

• Federalne Centrum Badawcze TGM, Wydział Technologii Tworzyw Sztucznych i Inżynierii Środowiska

autor

Fischer Christopher

• TGM, Laboratorium Inżynierii Polimerów (LKT)

autor

Berger Matthias

• Federalne Centrum Badawcze TGM,Wydział Technologii Tworzyw Sztucznych i Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• 1. Gebhardt A., Hötter, J.S.: Additive Manufacturing, 3D Printing for Prototyping and Manufacturing [Drukowanie przestrzenne, drukowanie 3D do prototypowania i produkcji], Carl Hanser Verlag, Munich, 2016.
• 2. Biopolymers – Polylactic acid and flame retardanc [Biopolimery – Polilaktyd a ognioodporność], Clariant Plastics & Coatings (Niemcy) GmbH: WWW https://www.flameretardants-online.com/ news/archive?showid=17854 [dostęp 02.01.2020].
• 3. European Bioplastics e.V. [Dane rynkowe dotyczące biotworzyw sztucznych], WWW https://www.european-bioplastics.org/market [dostęp 07.01.2020].
• 4. Troitzsch J.: Plastics Flammab ility Handbook [Podręcznik palności tworzyw sztucznych], Carl Hanser Verlag, Monachium, 2004.
• 5. Hohenwarter D.: Experience gained of fire tests according to EN 45 545-2 and DIN 5510-2 for testing of seats [Doświadczenia zdobyte w testach palnościowych siedzeń przeprowadzonych zgodnie z normami EN 45 545-2 i DIN 5510-2], Problemy Kolejnictwa [Railway Reports], 2016, Volume 60, Issue 171, pp. 27−38.
• 6. Troitzsch J.: The globalisation of fire testing and its impact on polymers and flame retardants [Globalizacja badań ogniowych i jej wpływ na polimery i środki zmniejszające palność], In: Polymer Degradation and Stability, Vol. 88, Issue 1, April 2005, pp. 146−149, kwiecień 2005, pp. 146−149.
• 7. Hörold S.: Phosphorus flame retardants in thermoset resins [Fosforowe środki zmniejszające palność w żywicach termoutwardzalnych], In: Polymer Degradation and Stability, Vol. 64, nr 3, Czerwiec 1999, pp. 427−431.
• 8. Allender P.J.: Flame retardant polymer aspects of design [Aspekty dotyczące trudnopalnych polimerowych konstrukcji], In: Materials & Design, Vol. 8, Issue 3, May−June 1987, pp. 160−167.
• 9. ISO 5660-1: Reaction-to-fire tests – Heat release, smoke production and mass loss rate Part 1: Heat release rate; cone calorimeter method [Badania reakcji na ogień – Uwalnianie się ciepła, wytwarzanie dymu i szybkość strat masowych – Część 1: Szybkość wydzielania ciepła; metoda kalorymetru stożkowego], March 2015.
• 10. EN 45545-2: Railway applications – Fire protection on railway vehicles. Part 2: Requirements for fire behavior of material and components [Zastosowania kolejowe – Ochrona przeciwpożarowa pojazdów szynowych. Część 2: Wymagania do tyczące odporności ogniowej materiałów i komponentów], March, 2016.
• 11. UL 94: Standard for Safety Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances Edition [Norma dotycząca testów bezpieczeństwa na palność materiałów z tworzyw sztucznych dla części urządzeń i wyposażenia]: 5th Edition, released in February 2013, Issue 5, relasedin February, 2013.
• 12. ÖVE/ÖNORM EN 60 695-11-10: Prüfungen zur Beurteilung der Brandgefahr Teil 11-10: Prüfflammen – Prüfverfahren mit 50-W-Prüfflamme horizontal und vertical Edition: November, 2014.
• 13. Covestro A.G.: Polycarbonat für die Massenproduktion im 3D-Druck [Poliwęglan do produkcji masowej w druku 3D], in: Österreichische Kunststoff zeitschrift, Volume 11/12, Wien, 2019.
• 14. Hohenwarter D., Fischer C., Berger M.: Development of a flame retardant and 3D-printa ble material applicable for light covers in railways [Opracowanie środka zmniejszającego palność i nadającego się do druku 3D stosowanego na oprawy świetlne w kolejnictwie], Report to innovation study funded by the Austrian Research Promotion Agency (FFG), 2019 [Raport z badania innowacyjności finansowanego przez Austriacką Agencję Promocji Badań (FFG)], 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).