Wpływ parametrów technologicznych na właściwości eksploatacyjne elementów wytwarzanych techniką przyrostową FDM

• Autorzy: Katunin A. , Wacławik E. , Bilewicz M.

Warianty tytułu

EN

Influence of technological parameters on operation properties of elements manufactured using the additive FDM technique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie techniki przyrostowej FDM pozwala na wytwarzanie poszczególnych elementów i ich złożeń w oparciu wyłącznie o przygotowany wirtualny model w środowisku CAD. Dzięki temu, technika FDM, jako technika szybkiego prototypowania znalazła szerokie zastosowanie w wielu segmentach przemysłu. Poprawne wykonanie elementu zależy od szeregu parametrów technologicznych, ustawianych przed rozpoczęciem operacji wytwarzania. Niewłaściwe zdefiniowanie tych parametrów może prowadzić do wad wytwarzania, m.in. szczeliny oraz przegrzanie wytwarzanych elementów, co negatywnie wpływa na ich jednorodność i wytrzymałość. W niniejszym artykule opisano wyniki badań eksperymentalnych dla próbek o różnym stopniu wypełnienia przy różnych rodzajach wypełnienia - liniowym i heksagonalnym. Przeprowadzone badania eksperymentalne obejmowały quasi-statyczną próbę rozciągania oraz analizę modalną, na podstawie której określono częstotliwości własne drgań oraz odpowiadające im postacie własne oraz współczynniki tłumienia modalnego. Na podstawie uzyskanych wyników możliwe było opracowanie zaleceń dotyczących parametrów wytwarzania elementów techniką przyrostową FDM.

EN

Using the additive FDM technique allows manufacturing of particular elements and their assemblies basing on a virtual model prepared in the CAD environment only. Owing to this, the FDM technique, as a rapid prototyping technique found wide applicability on many segments of industry. The correct manufacturing of an element depends on series of technological parameters, defined before the beginning of manufacturing operation. Inadequate defining of these parameters may cause the manufacturing defects, e.g. gaps and overheating of manufacturing elements, which influences negatively on their homogeneity and strength. In the following paper the results of experimental studies for specimens with various degrees of filling for various types of filling - linear and hexagonal. The performed studies covered quasi-static tensile tests and the modal analysis, based on which the natural frequencies of vibration as well as accompanying modal shapes and coefficients of modal damping were determined. Based on the obtained results the elaboration of recommendations for the manufacturing parameters using the additive FDM technique was possible.

Słowa kluczowe

PL

technika przyrostowa FDM; stopień wypełnienia; próba rozciągania; analiza modalna

EN

additive FDM technique; degree of filling; tensile test; modal analysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 22, Nr 6 (174)
• Strony: 554--562
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Katunin A.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn, Zakład Struktur Lekkich, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

autor

Wacławik E.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn, Zakład Struktur Lekkich, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

autor

Bilewicz M.

• Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Zakład Przetwórstwa Materiałów Metalowych i Polimerowych, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. Murphy S., Atala A.: 3D bioprinting of tisues and organs. Nature Biotechnology 2014, vol. 32, nr 8, s. 733-785.
• 2. Chia H. N., Wu B. M.: Recent advances in 3D printing of biomaterials. Journal of Biological Engineering 2015, vol. 9, nr 4, s. 1-14.
• 3. Gu Q., Hao J., Lu Y., Wang L., Wallace G. G., Zhou Q.: Three-dimensional bio-printing. Science China Life Sciences 2015, vol. 58, nr 5, s. 411-419.
• 4. Cader M., Trojnacki M.: Analiza możliwości zastosowania technologii przyrostowych do wytwarzania elementów konstrukcji robotów mobilnych. Pomiary Automatyka Robotyka 2013, vol. 17, nr 2, s. 200-207.
• 5. Skawiński P., Siemiński P., Błazucki P.: Zastosowanie przyrostowej metody FDM/FFF do wytwarzania kół przekładni zębatych. Mechanik 2015, vol. 88, nr 12, s. 173-179.
• 6. Płatek P., Zahor M.: Zastosowanie metody FDM techniki szybkiego prototypowania w procesie projektowania modułowego systemu broni strzeleckiej kalibru 5,56 mm (MSBS-5,56). Problemy Techniki Uzbrojenia 2009, vol. 38, nr 110, s. 95-102.
• 7. Olszewski J.: Analysis of material properties in respect of material interior styles used in Fused Deposition Modeling. Pomiary Automatyka Robotyka 2011, vol. 15, nr 9, s. 80-83.
• 8. Wichniarek R., Górski F., Kuczko W.: Analiza wpływu stopnia wypełnienia wyrobów wytwarzanych metodą modelowania uplastycznionym tworzywem polimerowym na ich dokładność kształtową. Przetwórstwo Tworzyw 2012, vol. 18, nr 5, s. 535-540.
• 9. Górski F., Wichniarek R., Kuczko W.: Influence of filling type on strength of parts manufactured by Fused Deposition Modelling. Journal of Machine Engineering 2014, vol. 14, nr 3, s. 113-125.
• 10. Górski F., Wichniarek R., Kuczko W.: Wpływ orientacji części na wytrzymałość modeli z ABS wytwarzanych techniką modelowania uplastycznionym tworzywem polimerowym. Przetwórstwo Tworzyw 2012, vol. 18, nr 5, s. 428-435.
• 11. Górski F., Kuczko W., Wichniarek R.: Influence of process parameters on dimensional accuracy of parts manufactured using Fused Deposition Modelling technology. Advances in Science and Technology 2013, vol. 7, nr 19, s. 27-35.
• 12. John M., Tyczka M., Kokot G., Skarka W.: Wpływ kąta ułożenia warstw włókien elementu wykonanego metodą FDM na wytrzymałość na zginanie. Mechanik 2015, vol. 88, nr 12, s. 107-110.
• 13. Katunin A.: Modal parameters and damping of selected industrial laminates. Przegląd Mechaniczny 2015, vol. 74, nr 11, s. 40-43.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).