Wpływ kąta rastrowania na właściwości mechaniczne polimeru PLA-IMPACT w technologii druku 3D

• Autorzy: Boroń Paweł , Dulińska Joanna , Jurkowska Nadzieja , Tatara Tadeusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2022.04.02

Warianty tytułu

EN

Impact of raster angle on the mechanical properties of PLA-IMPACT polymer in 3D printing technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest poznanie możliwości i uwarunkowań stosowania modeli wykonanych w technologii druku 3D do badań dynamicznych. Zaprezentowano metodę i wyniki badań określających parametry fizykomechaniczne polimeru PLA-IMPACT drukowanego z różnymi kątami rastrowania. Badania wykazały, że wartość modułu sprężystości polimeru nie zależy od kąta rastrowania, natomiast na granicę plastyczności ma wpływ kierunek laminacji, co wpływa w istotny sposób na realizację modeli obiektów do badań dynamicznych.

EN

The aim of the work is to identify the possibilities and conditions for the use of models made in 3D printing technology for dynamic experiments. The methodology and results of tests determining the physical and mechanical parameters of the PLA-IMPACT polymer printed with different screening angles are presented. The research showed that the value of the polymer modulus of elasticity does not depend on the rastering angle, while the yield point depends on the direction of lamination, which is of key importance in the implementation of models of objects for dynamic tests.

Słowa kluczowe

PL

druk 3D; polimer; PLA; PLA-IMPACT; element budowlany; charakterystyka materiałowa; właściwości mechaniczne; model dynamiczny; badanie dynamiczne; kąty rastra; moduł sprężystości; granica plastyczności

EN

3D printing; polymer; PLA; PLA-IMPACT; building element; material characteristics; mechanical properties; dynamic model; dynamic test; raster angle; modulus of elasticity; yield strength

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 4
• Strony: 6--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Boroń Paweł

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej

• https://orcid.org/0000-0003-4977-6574

autor

Dulińska Joanna

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej

• https://orcid.org/0000-0002-4140-8120

autor

Jurkowska Nadzieja

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej

• https://orcid.org/0000-0003-1287-2861

autor

Tatara Tadeusz

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej

• https://orcid.org/0000-0002-4071-2358

Bibliografia

• [1] Perkins I., Skitmore M. Three-dimensional printing in the construction industry: A review. Int J Constr Manag. 2015; 15 (1): 1 - 9. DOI: 10.1080/15623599.2015.1012136.
• [2] Dodziuk H. Druk 3D w budownictwie. Napędy i Sterowanie. 2020; 22 (12): 41 - 47.
• [3] Piestrzyński P. Światowy poziom XI Konferencji DNI BETONU. Materiały Budowlane. 2021; 11: 74 - 75.
• [4] Bos F., Wolfs R., Zeeshan A., Salet T. Additive manufacturing of concrete in construction: Potentials and challenges of 3D concrete printing. Virtual Phys Prototyp. 2016; 11 (3): 209 - 225. DOI: 10.1080/17452759.2016.1209867.
• [5] Hoffmann M., Skibicki S., Pankratow P., Zieliński A., Pajor M., Techman M. Automation in the construction of a 3D-printed concrete wall with the use of a lintel gripper. Materials. 2020; 13 (8): 1800. DOI: 10.3390/ma13081800.
• [6] Asprone D., Auricchio F., Menna C., Mercuri V. 3D printing of reinforced concrete elements: Technology and design approach. Constr Build Mater. 2018; 165: 218 - 231. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.01.018.
• [7] Lim J.H., Yiwei W., Quang-Cuong P. 3D printing of curved concrete surfaces using. Adaptable Membrane Formwork. Constr Build Mater. 2020; 232: 117075. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117075.
• [8] Perrot A., Rangeard D., Pierre A. Structural built-up of cement-based materials used for 3D-printing extrusion techniques. Mater. Struct. 2015; 49 (4): 1213 - 1220. DOI: 10.1617/s11527-015-0571-0.
• [9] Wang X., Zhang P., Ludwick S., Belski E., To A. Natural frequency optimization of 3D printed variable-density honeycomb structure via a homogenization-based approach. Addit Manuf. 2017; 20: 189 - 198. DOI: 10.1016/j.addma.2017.10.001.
• [10] Richards D., Darryll Pines. Passive reduction of gear mesh vibration using a periodic drive shaft. J Sound Vib. 2003; 264 (2): 317 - 342. DOI: 10.1016/s0022-460x (02) 01213-0.
• [11] Guo Z., Hu G., Jiang J., Yu L., Li X., Liang J. Theoretical and experimental study of the vibration dynamics of a 3D-printed sandwich beam with an hourglass lattice truss core. Front Mech Eng. 2021; 7: 651998. DOI: 10.3389/fmech.2021.651998.
• [12] Gupta V., Adhikari S., Bhattacharya B. Exploring the dynamics of hourglass shaped lattice metastructures. Sci Rep-UK. 2020; 10: 20943. DOI: 10.1038/s41598-020-77226-4.
• [13] Krawinkler H., Moncarz P. Similitude requirements for dynamic models, dynamic modeling of concrete structures. 0Aci publication. 1982; 73: 1 - 22.
• [14] Li S., Wu C., Kong F. Shaking table model test and seismic performance analysis of a high-rise RC shear wall structure. Shock Vib. 2019; 6189873. DOI: 10.1155/2019/6189873.
• [15] Silvestri S., Baraccani S., Foti D., Ivorra S., Theodossopoulos D., Vacca V., Romana J.O., Cavallini L., Mokhtari E., White R., Dietz M., Mylonakis G. Shaking table testing of groin vaults made by 3D printers. Soil Dyn Earthq Eng. 2021; 150: 106880. DOI: 10.1016/j.soildyn.2021.106880.
• [16] Bianchini N., Mendes N., Calderini C., Candeias P.X., Rossi M., Lourenço P.B. Seismic response of a small-scale masonry groin vault: experimental investigation by performing quasi-static and shake table tests. B Earthq Eng. 2022; 20: 1739 - 1765. DOI: 10.1007/s10518-021-01280-0.
• [17] Bajpai P., Singh I., Madaan J. Development and characterization of PLA-based green composites: A review. J Thermoplast Compos. 2012; 27 (1); 1-30. DOI: 10.1177/0892705712439571.
• [18] Anwer M., Naguib H. Study on the morphological, dynamic mechanical and thermal properties of PLA carbon nanofibre composites. Compos Part B. 2016; 91; 631 - 639. DOI: doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.01.039
• [19] Fekete I., Ronkay F., Lendvai L. Highly toughened blends of poly (lactic acid) (PLA) and natural rubber (NR) for FDM-based 3D printing applications: The effect of composition and infill pattern. PolymTest. 2021; 99: 107205. DOI: doi.org/10.1016/j.polymertesting.2021.107205.
• [20] www.thomasnet.com/insights/do-bioplastics-have-a-place-in-automotive-manufacturing [Acces: 20.03.2022].
• [21] Tümer E.H.; Erbil H.Y. Extrusion-based 3D printing applications of PLA composites: A review. Coatings. 2021; 11; 390. DOI: 10.3390/coatings11040390.
• [22] Singh B., Kumar R., Chohan J.S. Polymer matrix composites in 3D printing: A state of art review. Mater Today. 2020; 33 (3): 1562 - 1567. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.04.335.
• [23] Algarni M. The influence of raster angle and moisture content on the mechanical properties of PLA parts produced by fuseddeposition modeling. Polymers. 2021; 13 (2): 237. DOI: 10.3390/polym13020237.
• [24] Maszybrocka J., Dworak M., Nowakowska G., Osak P., Łosiewicz B. The influence of the gradient infill of PLA samples produced with the FDM technique on their mechanical properties. Materials. 2022; 15 (4): 1304. DOI: 10.3390/ma-15041304.
• [25] PN-EN ISO 527-1:2020-01 Tworzywa sztuczne - Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu - Część 1: Zasady ogólne. 2020.
• [26] PN-EN ISO 527-2:2012 Tworzywa sztuczne - Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu - Część 2: Warunki badań tworzyw sztucznych przeznaczonych do prasowania, wtrysku i wytłaczania. 2012.
• [27] Tatara T., Ratajewicz B. Wpływ stanu technicznego komina żelbetowego na jego właściwości dynamiczne. Inżynieria i Budownictwo. 2015; 71 (1): 3 - 7.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).