An experimental and numerical evaluation of the mechanical properties of 3D prints made by Fused Filament Fabrication

• Autorzy: Lacki Piotr , Derlatka Anna , Kwapisz Marcin , Idziak-Jabłońska Aneta

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2023.1.12

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalna i numeryczna ocena właściwości mechanicznych wydruków 3D wykonanych metodą druku przyrostowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of experimental research as well as numerical calculations of 3D printouts made using Fused Filament Fabrication (FFF) made of PLA filament. The aim of the work was to determine the mechanical properties of the printouts. It was observed that the modulus of elasticity of the printouts does not depend on the geometry of the samples nor the direction of the printouts. Conversely, the tensile strength and strains of the prints do depend on the geometry and the direction of the prints in relation to the direction of loading.

PL

Przedstawiono zarówno wyniki badań, jak i obliczenia numeryczne wydruków 3D wykonanych z wykorzystaniem metody druku przyrostowego (FFF) wykonanych z filamentu PLA. Celem pracy było określenie własności mechanicznych. Zaobserwowano, że moduł Younga wydruków nie zależy od geometrii próbek ani od kierunku wydruków, natomiast wytrzymałość na rozciąganie i odkształcenia wydruków zależą od geometrii oraz od kierunku wydruków w stosunku do kierunku obciążania.

Słowa kluczowe

EN

FFF; tensile test; FEM; 3D print

PL

druk 3D; FFF; statyczna próba rozciągania; MES

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2023
• Tom: Z. 29 (179)
• Strony: 79--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Lacki Piotr

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0787-8890

autor

Derlatka Anna

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6509-2706

autor

Kwapisz Marcin

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, al. Armii Krajowej 19, 42-201 Czestochowa

• https://orcid.org/0000-0002-8534-1706

autor

Idziak-Jabłońska Aneta

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, al. Armii Krajowej 21, 42-201 Czestochowa

• https://orcid.org/0000-0002-9859-1982

Bibliografia

• 1. Li T., Wang L., Bending behavior of sandwich composite structures with tunable 3D-printed core materials, Composite Structures 2017, 175, 46-57, DOI: 10.1016/j.compstruct.2017.05.001.
• 2. Osman R.B., van der Veen A.J., Huiberts D., Wismeijer D., Alharbi N., 3D-printing zirconia implants; a dream or a reality? An in-vitro study evaluating the dimensional accuracy, surface topography and mechanical properties of printed zirconia implant and discs, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 2017, 75, 521-528, DOI: 10.1016/j.jmbbm.2017.08.018.
• 3. Cano-Vicent A., Tambuwala M.M., Hassan S.S., Barh D., Aljabali A.A., Birkett M., Arjunan A., Serrano-Aroca Á., Fused deposition modelling: Current status, methodology, applications and future prospects, Additive Manufacturing 2021, 47, 102378, DOI: 10.1016/j.addma.2021.102378.
• 4. DeStefano V., Khan S., Tabada A., Applications of PLA in modern medicine, Engineered Regeneration 2020, 1, 76-87, DOI: 10.1016/j.engreg.2020.08.002.
• 5. Gonabadi H., Chen Y., Yadav A., Bull S., Investigation of the effect of raster angle, build orientation, and infill density on the elastic response of 3D printed parts using finite element microstructural modeling and homogenization techniques, Journal of Advanced Manufacturing Technology 2022, 118(5-6), 1485-1510, DOI: 10.1007/ s00170-021-07940-4.
• 6. International Standard (ISO), 2014, Plastics – Multipurpose test specimens (ISO-3167).
• 7. D20 Committee, 2014, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, ASTM International, West Conshohocken (ASTM D638-14). Accessed 3 March 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).