A Concept to Carry Out a Torsion Test on Components Made of 20CrNiMo2-2 Steel Using Additive Techniques

• Autorzy: Grzelak Krzysztof , Kluczyński Janusz , Sarzyński Bartłomiej

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.9069

Warianty tytułu

PL

Koncepcja przeprowadzenia próby skręcania elementów ze stali 20CrNiMo2-2 wytworzonych z zastosowaniem technik przyrostowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In recent years, additive manufacturing (AM) technologies, have been one of the fastest developing methods of production of various components. As far as building material is concerned, they allow for using not only polymers, but also composites or metals. Products fabricated using said technologies are used in various areas of industries, for instance in medicine, architecture, entertainment, and in particular in the construction of parts and components of machinery and equipment. To recognize and determine the products’ strength properties in a more comprehensive manner, 3D printing products used in mechanical applications are subject to various tests, e.g. static tensile test. This paper contains research about static torsion test on cylindrical samples made of high grade 20CrNiMo2-2 steel using the selective laser melting (SLM). Such an approach allowed to observe the material behaviour and to determine specific values of strength properties, such as the maximum tangential stresses in the material and bulk modulus of elasticity (shear modulus). The determination of such parameters allowed to compare them with the results of the tests carried out on components manufactured using other methods (e.g. a cold drawn solid bar sample).

PL

W ostatnich latach przyrostowe techniki wytwarzania, a w szczególności druk 3D, są jednymi z najszybciej rozwijających się metod produkcji różnych elementów. Pozwalają one na wykorzystanie jako materiału budulcowego nie tylko polimerów, ale również kompozytów czy metali. Produkty powstałe z zastosowaniem opisywanych technik znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach życia, dla przykładu w medycynie, architekturze, rozrywce a w szczególności w budowie części i elementów maszyn i urządzeń. Aby lepiej poznać i określić właściwości wytrzymałościowe wyrobów, kluczowe w przypadku wykorzystania produktów druku 3D w dziedzinie mechanicznej, poddaje się je wielu badaniom np. statycznej próbie rozciągania. Rozważanym pomysłem jest przeprowadzenie statycznej próby skręcania walcowych próbek wytworzonych z wysoko-gatunkowej stali 20CrNiMo2-2 z zastosowaniem techniki selektywnego spiekania proszku metalu (SLM). Pozwoli ono na obserwację zachowania się materiału oraz wyznaczenie konkretnych wartości właściwości wytrzymałościowych, takich jak maksymalne naprężenia styczne występujące w materiale oraz moduł sprężystości poprzecznej (modułu Kirchoffa). Dzięki ich znajomości możliwym będzie porównanie ich z wynikami badań przeprowadzanych nad elementami wytwarzanymi w inny sposób (np. próbka z litego pręta ciągnionego).

Słowa kluczowe

EN

additive manufacturing technologies; 3D printing; static tensile test; static torsion test

PL

technika wytwarzania przyrostowego; druk 3D; statyczna próba rozciągania; statyczna próba skręcania

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 13, Nr 2 (48)
• Strony: 97--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Grzelak Krzysztof

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0675-1983

autor

Kluczyński Janusz

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Sarzyński Bartłomiej

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Ramya, A., Sai leela Vanapalli. 2016. “3D Printing Technologies In Various Applications”. International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET) 7 (3) : 396–409.
• [2] Baciu, Florin, Aurelia Rusu-Casandra, Stefan-Dan Pastrama. 2020. “Low strain rate testing of tensile properties of steel”, Materials Today: Proceednigs 32 (2) : 128-132.
• [3] ISO 18338:2015 Metallic materials - Torsion test at ambient temperature 15.09.2015.
• [4] Yu, Jie, Dongqi Zhang, Hui Li, Changhui Song, Xin Zhou, Shengnan Shen, Guoqing Zhang, Yongqiang Yang, Hongze Wang. 2020. “Detection of Internal Holes in Additive Manufactured Ti-6Al-4V Part Using Laser Ultrasonic Testing”. Applied Sciences 10 (1) : 365.
• [5] Felis, J., H. Jaworowski: Wybrane zagadnienia wytrzymałości materiałów. https://docplayer.pl/22541507-Temat-wybrane-zagadnienia-wytrzymalosci-materialow.html.