Zastosowanie polimerowych modeli drukowanych w 3D do technologii odlewania metodą wytapianych modeli

• Autorzy: Petrič Mitja , Cerc Korošec Romana , Vončina Maja , Mrvar Primož , Kastelic Sebastjan

Warianty tytułu

EN

Suitability of 3D printed polymer patterns for investment casting technology

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Artykuł opisuje badania różnych materiałów wykorzystywanych w druku 3D i drukowanych modeli stosowanych w technologii odlewania metodą wytapianych modeli. W badaniach wykorzystano techniki druku 3D Fused Deposition Modeling (FDM) i stereolitografii (SLA) z zastosowaniem różnych materiałów, takich jak materiały na bazie kwasu polimlekowego (PLA), alkoholu poliwinylowego (PVA) i żywicy fotopolimerowo akrylanowej (odlewanej). Wydrukowane modele scharakteryzowano za pomocą analizy dylatometrycznej, różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) oraz oznaczenia zawartości popiołu w celu oceny możliwości zastosowania tak wytworzonych modeli w technologii odlewania metodą wytapianych modeli. Analizowane właściwości, takie jak rozszerzalność cieplna, temperatura topnienia tworzywa polimerowego oraz zawartość popiołu po procesie wypalania, mają kluczowe znaczenie dla uzyskania dobrej jakości odlewów. Wyniki pokazały, że temperatury topnienia materiałów PVA i PLA wynoszą od 140 do 180°C, co jest odpowiednie dla procesu wypalania. Rozszerzalność termiczna jest najkorzystniejsza w przypadku materiałów PVA i PLA, ponieważ nie rozszerzają się one podczas ogrzewania próbek. Żywica odlewana ma najwyższą temperaturę topnienia i rozszerza się do temp. 120° C, co czyni ją mniej interesującą przy produkcji modeli do odlewania metodą wytapianych modeli. Zawartość popiołu była najwyższa w przypadku materiału PLA, a najniższa w przypadku PVA i żywicy. Przedstawione wyniki pokazują, że materiał PVA jest najbardziej odpowiedni do zastosowania w technologii odlewania metodą wytapianych modeli.

EN

Paper describes a research of different 3D printing materials and printed models used for investment casting technology. In the research the Fused Deposition Modelling (FDM) and Stereolithography (SLA) 3D printing techniques were used with different printing materials such as Polylactic Acid based material (PLA), Poly Vinyl Alcohol based material (PVA) and Acrylate Photopolymer resin (castable). Printed models were characterised by dilatometric analysis, differential scanning calorimetry (DSC) and by ash content determination in order to evaluate the possibilities of such produced patterns being used at investment casting technology. The analysed properties such as thermal expansion, melting point of polymer material and ash content after burn out process are crucial at achieving good quality of cast parts. Results showed that the that the melting points of PVA and PLA materials are at 140 to 180 °C which is suitable for burn out process. Thermal expansion is the most suitable for PVA and PLA materials since they are not expanding during the heating of the samples. The cast resin has the highest melting point and is expanding until 120 °C which makes it less interesting for investment casting models production. The ash content was the highest for PLA material and the lowest for PVA and cast resin. According to presented results the PVA material is the most suitable for use in investment casting technology.

Słowa kluczowe

PL

odlewnictwo; metoda wytapianych modeli; druk 3D

EN

founding; investment casting technology; 3D printing

• Wydawca: Stowarzyszenie Techniczne Odlewników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Odlewnictwa
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 71, nr 3-4
• Strony: 98--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Petrič Mitja

• Uniwersytet w Lublanie, Wydział Nauk Przyrodniczych i Inżynierii, Słowenia

autor

Cerc Korošec Romana

• Uniwersytet w Lublanie, Wydział Chemii i Technologii Chemicznej, Słowenia

autor

Vončina Maja

• Uniwersytet w Lublanie, Wydział Nauk Przyrodniczych i Inżynierii, Słowenia

autor

Mrvar Primož

• Uniwersytet w Lublanie, Wydział Nauk Przyrodniczych i Inżynierii, Słowenia

autor

Kastelic Sebastjan

• Uniwersytet w Lublanie, Wydział Nauk Przyrodniczych i Inżynierii, Słowenia

Bibliografia

• 1. www.custompartnet.com/wu/additive-fabrication
• 2. Formlabs appliction guide, Recommended Burnout Process and Casting Guide, Založba Formlabs, 2018, https://formlabs.com/media/upload/Recommended-Burnout-Process.pdf
• 3. http://lab.fs.uni-lj.si/latem/IZPITI-IN-PREDAV/STURM/Slike%20s%20predavanj/19-Polimeri.pdf
• 4. ROGERS, T. Everything You Need To Know About Polylactic Acid (PLA), ZDA, 2015, https://www.creativemechanisms.com/blog/learn-a-bout-polylactic-acid-pla-prototypes

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).