The Use of Additive Manufacturing Technology to Manufacture Slide Bearing Sleeves – a Preliminary Study

• Autorzy: Andrearczyk Artur , Bagiński Paweł

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.4752

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody wytwarzania addytywnego do wykonania panwi łożysk ślizgowych – badania wstępne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the application of an unconventional method of manufacturing bearing sleeves as well as the carrying out of preliminary research in which the manufactured components were used on a real object. Additive manufacturing methods are increasingly being used, which leads to the rapid development of technologies and their applications. The MultiJet Printing technology was used in the research, which allows precise 3D printing of sleeves made of polymeric materials. The first part of the article deals with the selected manufacturing method and the preparation of a model. The study aimed at evaluating the usefulness of bearings manufactured using the 3D printing technology to support slow-speed rotors. The preliminary research described focuses on the study of operating parameters such as the moment of friction and the bearing node temperature as a function of rotational speed during operation. Experimental tests were carried out at low rotational speeds. This paper presents and determines the scope of the application of bearings manufactured using 3D printing technology.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie niekonwencjonalnej metody wytwarzania panwi łożysk wraz z przeprowadzeniem badań wstępnych z użyciem wykonanych elementów na obiekcie rzeczywistym. Metody wytwarzania addytywnego stosowane są na coraz większą skalę, co wiąże się ze znacznym rozwojem technologii i ich aplikacjami. Do badań wykorzystano technologię MultiJet Printing, pozwalającą na precyzyjny wydruk 3D panwi z materiałów polimerowych. Pierwsza część pracy poświęcona jest wybranej metodzie wytwarzania i przygotowaniu modelu. Celem pracy było określenie przydatności łożysk wykonanych technologią wydruku 3D do podparcia wolnoobrotowych wirników. Opisywane badania wstępne obejmują poznanie takich parametrów pracy jak moment tarcia oraz temperatura węzła łożyskowego w funkcji prędkości obrotowej podczas pracy. Część eksperymentalną przeprowadzono w warunkach niskich prędkości obrotowych. W niniejszej pracy przedstawiono i określono zakres zastosowań łożysk wytworzonych omawianą w artykule metodą wydruku 3D.

Słowa kluczowe

EN

additive manufacturing; slide bearings; polymers

PL

wytwarzanie addytywne; łożyska ślizgowe; polimery

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 3
• Strony: 7--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Andrearczyk Artur

• Institute of Fluid Flow Machinery, Polish Academy of Sciences, Fiszera 14 Str., 80-231 Gdańsk, Poland

autor

Bagiński Paweł

• Institute of Fluid Flow Machinery, Polish Academy of Sciences, Fiszera 14 Str., 80-231 Gdańsk, Poland

Bibliografia

• 1.Bishop E.S. et al.: 3-D bioprinting technologies in tissue engineering and regenerative medicine: Current and future trends. Genes & diseases, 2017, 4.4, pp. 185–195.
• 2.Liaw Ch.Y., Guvendiren M.: Current and emerging applications of 3D printing in medicine. Biofabrication, 2017, 9.2: 024102.
• 3.Krujatz F. et al.: Additive Biotech-Chances, challenges, and recent applications of additive manufacturing technologies in biotechnology. New biotechnology, 2017, 39, pp. 222–231.
• 4.Gross B.C. et al.: Evaluation of 3D printing and its potential impact on biotechnology and the chemical sciences. Analytical Chemistry, 2014, 86.7, pp. 3240–3253.
• 5.Hernandez-Carrillo I., Wood Ch., Liu H.: Development of a 1000 W organic Rankine cycle micro-turbine- generator using polymeric structural materials and its performance test with compressed air. Energy Conversion and Management, 2019, 190, pp. 105–120.
• 6.Andrearczyk A., Bagiński P., Klonowicz P.: Numerical and experimental investigations of a turbocharger with a compressor wheel made of additively manufactured plastic. International Journal of Mechanical Sciences, 2020, 105613.
• 7.Nandwana P. et al.: Powder bed binder jet 3D printing of Inconel 718: Densification, microstructural evolution and challenges. Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2017, 21.4, pp. 207–218.
• 8.Fonseca C.A., Santos I., Weber H.I.: An experimental and theoretical approach of a pinned and a conventional ball bearing for active magnetic bearings. Mechanical Systems and Signal Processing, 2020, 138: 106541.
• 9.Gu L., Guenat E., Schiffmann J.: A review of grooved dynamic gas bearings. Applied Mechanics Reviews, 2020, 72.1.
• 10.Żywica G., Bagiński P.: Investigation of unconventional bearing systems for microturbines. In: IFToMM World Congress on Mechanism and Machine Science. Springer, Cham, 2019, pp. 3439–3448.
• 11.San Andrés L., Kim T.H.: Analysis of gas foil bearings integrating FE top foil models. Tribology International, 2009, 42.1, pp. 111–120.
• 12.Bagiński P. et al.: The effect of cooling the foil bearing on dynamics of the rotor-bearings system. Journal of Vibroengineering, 2018, 20.2, pp. 843–857.
• 13.Pinchbeck P.H.: A review of plastic bearings. Wear, 1962, 5.2, pp. 85–113.
• 14.Chmielnicki B., Konieczny J.: Właściwości trybologiczne poliamidu modyfikowanego napełniaczem metalicznym i grafitem. Polimery i Kompozyty Konstrukcyjne, 2011, 1, pp. 87–94.
• 15.Kraft M., Koch D.K., Bushelow M.: An investigation into PEEK-on-PEEK as a bearing surface candidate for cervical total disc replacement. The Spine Journal, 2012, 12.7, pp. 603–611.
• 16.Brockett C.L. et al.: Peek and CFR-PEEK as alternative bearing materials to UHMWPE in a fixed bearing total knee replacement: an experimental wear study. Wear, 2017, 374, pp. 86–91.
• 17.Koike H. et al.: Influence of radial load on PEEK plastic bearings life cycle. Advanced Materials Research. Trans Tech Publications Ltd, 2011, pp. 1288–1291.
• 18.Han K. et al.: Study on oil film pressure distribution and load capacity of textured rolling bearings. Industrial Lubrication and Tribology, 2020.
• 19.Bassett K., Carriveau R., Ting D.S.-K.: 3D printed wind turbines part 1: Design considerations and rapid manufacture potential. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 2015, 11, pp. 186–193.
• 20.Kusznierewicz Z. et al.: Selection of Polymer Materials for Micro Slide Bearings With Respect to Minimization of Resistance to Motion. IEEE Access, 2020, 8, pp. 78622–78629.

Uwagi

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