Wybrane cechy geometryczne i wskaźniki wytrzymałościowe elementów wykonanych metodą modelowania uplastycznionym tworzywem

• Autorzy: Pepliński K. , Czyżewski P. , Górecki D. , Sykutera D. , Bieliński M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2017.198

Warianty tytułu

EN

Selected geometrical features and strength indicators of elements manufactured by fused deposition modeling technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach pracy zbadano serię próbek z terpolimeru akrylonitryl-butadien-styren, wykonanych metodą modelowania uplastycznionym tworzywem (FDM), która należy do najpopularniejszych metod wytwarzania przyrostowego. Do otrzymania próbek użyto drukarki 3D Dimension Elite BST 786 (Stratasys). Próbki referencyjne otrzymano metodą wtryskiwania z zastosowaniem wtryskarki laboratoryjnej Battenfeld 350 Plus. Określono wpływ grubości warstwy tworzywa oraz orientacji modelu w przestrzeni roboczej urządzenia na właściwości mechaniczne wyrobów, a także na ich dokładność wymiarową. W tym celu wybrano trzy różne kąty orientacji wytwarzanych przyrostowo próbek względem osi Y (0°, 45° lub 90°) oraz dwie grubości warstwy (0,254 lub 0,178 mm). Stwierdzono, że właściwości próbek wykonanych metodą FDM były z reguły gorsze niż właściwości próbek otrzymanych metodą wtryskiwania oraz że najlepszymi właściwościami charakteryzowały się próbki wytwarzane z zastosowaniem większej grubości warstwy i kąta orientacji wynoszącego 90°.

EN

In this work, we investigated a series of specimens made of acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer using fused deposition modeling (FDM) method, currently one of the most popular additive manufacturing techniques. We used Dimension Elite BST 786 (Stratasys) 3D printer for the manufacture of specimens, while reference samples were produced by injection molding using laboratory injection molding machine Battenfeld 350 Plus. The effect of the plastic layer thickness and orientation of the model in the device workspace on the mechanical properties and dimensional stability of the products was studied. For this purpose, three different specimen orientation angles with respect to Y axis: 0° (flat), 45° (hemispheric) and 90° (lateral) and two layer thicknesses: 0.254 mm and 0.178 mm were assumed. It was found that the properties of the specimens produced by FDM method are generally less advantageous than those of injection-molded samples. The best specimen properties were obtained using the higher layer thickness and orientation angle of 90°.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie uplastycznionym tworzywem; wtryskiwanie; właściwości mechaniczne; dokładność wymiarowa; wskaźniki ekonomiczne; terpolimer akrylonitryl-butadien-styren

EN

fused deposition modeling; injection molding; mechanical properties; dimensional accuracy; economical indices; acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 62, nr 3
• Strony: 198--207
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Pepliński K.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Zakład Przetwórstwa i Recyklingu Tworzyw, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 87-796 Bydgoszcz

autor

Czyżewski P.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Zakład Przetwórstwa i Recyklingu Tworzyw, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 87-796 Bydgoszcz

autor

Górecki D.

• Fado, ul. Solna 7a, 85-862 Bydgoszcz

autor

Sykutera D.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Zakład Przetwórstwa i Recyklingu Tworzyw, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 87-796 Bydgoszcz

autor

Bieliński M.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Wydział Inżynierii Mechanicznej, Zakład Przetwórstwa i Recyklingu Tworzyw, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 87-796 Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] Gibson I., Rosen D.W., Stucker B.: “Additive Manufacturing Technologies, Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing”, Springer 2010. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-2113-3
• [2] Pepliński K., Bieliński M.: Polimery 2015, 60, 747. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.747
• [3] Venuvinod P.K., Weiyin M.: “Rapid Prototyping, Laser-based and Other Technologies”, Springer Science+Business Media 2004. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4757-6361-4
• [4] Wohlers T.: “Worldwide trends in additive manufacturing”, RapidTech 2009, Materiały US-TURKEY Workshop on Rapid Technologies, 24–25 września 2009, str. 1–3.
• [5] Bourell D.L., Beaman J.J., Leu M.C. i in.: “A brief history of additive manufacturing and the 2009 roadmap for additive manufacturing: Looking back and looping ahead”, RapidTech 2009, Materiały US--TURKEY Workshop on Rapid Technologies, 24–25 września 2009, str. 5–11.
• [6] Chlebus E., Boratyński T., Dybała B. i in.: „Innowacyjne Technologie Rapid Prototyping”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2003.
• [7] Cooper K.G.: “Rapid Prototyping Technology: Selection and Application”, Marcel Dekker Inc. 2005.
• [8] Oczoś K.E.: Mechanik 2008, 4, 241.
• [9] https://www.canalys.com/newsroom/3d-printing-market-grow-us162-billion-2018/ (data dostępu 25.08.2016).
• [10] Radziwona A.: Procedia Engineering 2014, 69, 1184. http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2014.03.108
• [11] http://www.stratasys.com/ (data dostępu: 25.08.2016).
• [12] Ranjeet K.S.: “An investigation on dimensional accuracy of fused deposition modeling (FDM) processed part using fuzzy logic, master of technology in mechanical engineering”, praca magisterska, National Institute of Technology Rourkela, Indie 2011.
• [13] Górski F., Wichniarek W., Andrzejewski J.: Przetwórstwo tworzyw 2012, 18, 428.
• [14] Domingo-Espin M., Puigoriol-Forcada J.M., Garcia--Granada A.-A. i in.: Materials & Design 2015, 83, 670. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2015.06.074
• [15] Bagsik A., Shöppner V.: “Mechanical properties of fused deposition modeling parts manufactured with ULTEM*9085”, Materiały 69th Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers, Boston, Massachusetts, USA, 1–5 maja 2011, str. 1249–1299.
• [16] Hossain M.S., Ramos J., Espalin D. i in.: “Improving tensile mechanical properties of FDM – manufactured specimens via modyfing build parameters”, Materiały Solid Freeform Fabrication Symposium, POLIMERY 2017, 62, nr 3 207 University of Texas, Austin 12–14 sierpnia 2013, str. 380–392.
• [17] http://cdn.intechopen.com/pdfs/35261.pdf str. 159–180, (data dostępu 25.08.2016).
• [18] Casvola C., Cazzato A., Moramarco V. i in.: Materials & Design 2016, 90, 453. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2015.11.009
• [19] Carneiro O.S., Silva A.F., Gomes R.: Materials & Design 2015, 83, 768. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2015.06.053
• [20] Fordan E., Koch M., Menon U.: “Mechanical and dimensional characteristics of Fused deposition modeling build styles”, Materiały Solid Freeform Fabrication Symposium, University of Texas, Austin, 12–14 sierpnia 1996, str. 419–442.
• [21] Siemiński P., Rajch A.: Mechanik 2014, 87, 2CD 13.
• [22] Górski F., Kuczko W., Wichniarek R.: Archives of Mechanical Technology and Automation 2014, 34, 3.
• [23] Górski F., Kuczko W., Wichniarek R.: Advances in Science and Technology 2013, 19, 27. http://dx.doi.org/10.5604/20804075.1062340
• [24] Nancharaiah T., Ranga R.D., Ramachandra R.V.: International Journal of Emerging Technologies 2010, 2, 106.
• [25] Gregorian A., Elliott B., Navarro R. i in.: “Accuracy improvement in rapid prototyping machine (FDM--1650)”, Materiały Solid Freeform Fabrication Symposium, University of Texas, Austin 6–8 sierpnia 2001, str. 77–84.
• [26] Rao R.V., Rai D.P.: Engineering Science and Technology 2016, 19, 587. http://dx.doi.org/10.1016/j.jestch.2015.09.008
• [27] Boschetto A., Bottini L.: Robotics and Computer – Integrated Manufacturing 2016, 37, 103. http://dx.doi.org/10.1016/j.rcim.2015.07.005
• [28] Lee W., Wei Ch., Chung Sh.: Journal of Materials Processing Technology 2014, 214, 2366. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.05.004

Uwagi

PL

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