Biodegradable polymer composites used in rapid prototyping technology by Melt Extrusion Polymers (MEP)

• Autorzy: Bulanda Katarzyna , Oleksy Mariusz , Oliwa Rafał , Budzik Grzegorz , Przeszłowski Łukasz , Mazurkow Aleksander

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2020.6.2

Warianty tytułu

PL

Biodegradowalne kompozyty polimerowe stosowane w technologii szybkiego prototypowania metodą wytłaczania stopionego polimeru (MEP)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Appropriate selection of polymeric materials enables their wide application not only in machine construction elements, suspension and interior equipment of vehicles. Simultaneously with the development of new polymer materials, the processes of their processing developed. This also applies to incremental technologies. Rapid prototyping methods using 3D printers are largely based on various types of polymer materials. Currently, 3D printing is a well-known technique for producing functional elements, especially the Melt Extrusion Polymers (MEP) method, which is the oldest of the known techniques of spatial production. The main reason of the technology is designing and then manufacturing parts for many fields, including engineering, medicine, as well as the automotive and aviation industries. The article is a review of the literature on the use of composites based on thermoplastic polymers to develop new polymer materials used for 3D printing by MEP.

PL

Odpowiedni dobór materiałów polimerowych umożliwia ich szerokie zastosowanie nie tylko w elementach konstrukcji maszyn, ale i zawieszenia oraz wyposażenia wnętrza pojazdów. Jednocześnie z opracowaniem nowych materiałów polimerowych nastąpił rozwój procesów ich przetwórstwa. Dotyczy to również technologii przyrostowych. Metody szybkiego prototypowania z zastosowaniem drukarek 3D w dużej mierze wykorzystują różnego rodzaju materiały polimerowe. Obecnie druk 3D jest dobrze poznaną techniką wytwarzania elementów funkcjonalnych, szczególnie metodą osadzania stopionego polimeru Melt Extrusion Polymers (MEP), która stanowi najstarszą spośród poznanych technik wytwarzania przestrzennego. Jej głównym celem jest projektowanie, a następnie wytwarzanie części dla wielu dziedzin, m.in.: inżynierii, medycyny, a także przemysłu motoryzacyjnego, samochodowego oraz lotniczego. Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczącej wykorzystania kompozytów na osnowie polimerów termoplastycznych do opracowania nowych materiałów polimerowych stosowanych do druku 3D metodą MEP.

Słowa kluczowe

EN

Melt Extrusion Polymers (MEP); polymer materials; polymer composites; 3D printing; filler

PL

Melt Extrusion Polymers (MEP); materiały polimerowe; kompozyty polimerowe; drukowanie 3D; napełniacz

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 65, nr 6
• Strony: 430--436
• Opis fizyczny: Biblliogr. 53 poz., rys.

Twórcy

autor

Bulanda Katarzyna

• Rzeszow University of Technology, Department of Polymer Composites, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Oleksy Mariusz

• Rzeszow University of Technology, Department of Polymer Composites, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Oliwa Rafał

• Rzeszow University of Technology, Department of Polymer Composites, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Budzik Grzegorz

• Rzeszow University of Technology, Department of Mechanical Engineering, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Przeszłowski Łukasz

• Rzeszow University of Technology, Department of Mechanical Engineering, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Mazurkow Aleksander

• Rzeszow University of Technology, Department of Mechanical Engineering, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

Bibliografia

• [1] Medellin-Castillo H.I., Zaragoza-Siqueiros J.: Chinese Journal of Mechanical Engineering 2019, 32, 53. https://doi.org/10.1186/s10033-019-0368-0
• [2] Baran E.H., Erbil H.Y.: Colloids and Interfaces 2019, 3, 43. https://doi.org/10.3390/colloids3020043
• [3] Valerga A., Batista M., Salguero J., Girot F.: Materials2018, 11, 1322.https://doi.org/10.3390/ma11081322
• [4] Siemiński P., Budzik G.: „Techniki przyrostowe, druk 3D, drukarki 3D”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2015.
• [5] Kampa A.: Selected Engineering Problems 2012, 3, 93.
• [6] Pham D.T., Gault R.S.: Journal of Machine Tools & Manufacture 1998, 38, 1257. https://doi.org/10.1016/S0890-6955(97)00137-5
• [7] Dudek P.: Archives of Metallurgy and Materials 2013, 58, 1415. http://dx.doi.org/10.2478/amm-2013-0186
• [8] http://pclab.pl/art57509.html
• [9] http://biotechnologia.pl/biotechnologia/drukowanie-3d-rewolucja-rowniez-wmedycynie
• [10] Lee S.C., Kim S.G., Kim H.J., Ahn S.H.: Journal of Materials Processing Technology 2007, 187–188, 627. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.11.095
• [11] Kumar S., Kruth J.P.: Materials and Design 2010, 31, 850.
• [12] Karalekas D., Antoniou K.: Journal of Materials Processing Technology 2004, 153–154, 526. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2004.04.019
• [13] Yan Y., Li S., Zhang R. et al.: Tsinghua Science Technology 2009, S1 (14), 1. https://doi.org/10.1016/S1007-0214(09)70059-8
• [14] Boschetto A., Bottini L., Veniali F.: Additive Manufacturing 2016, 12, 334. http://dx.doi.org/10.1016/j.addma.2016.05.008
• [15] Mohamed O.A., Masood S.H., Bhowmik J.L.: Materials and Manufacturing Processes 2016, 31, 1983. http://dx.doi.org/10.1080/10426914.2015.1127955
• [16] Pandey P.M.: Materials Science Forum 2012, 101—109, 710. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.710.101
• [17] Caban J., Szala M., Kęsik J., Czuba Ł.: Eksploatacja i Testy 2017, 6, 573.
• [18] Durgun I., Ertan R.: Rapid Prototyping Journal 2014, 20, 228. http://dx.doi.org/10.1108/RPJ-10-2012-0091
• [19] Mahomed O.A., Masood S.H., Bhowmik J.L.: International Journal on Future Revolution in Computer Science & Communication Engineering 2015, 1 (3), 42.
• [20] Mohamed O.A., Masood S.H., Bhowmik J.L.: Applied Mathematical Modelling 2016, 40, 10052. http://dx.doi.org/10.1016/j.apm.2016.06.055
• [21] Górski F., Wichniarek R., Kuczko W.: Journal of Machine Engineering 2014, 3, 14.
• [22] Mohamed O.A., Masood S.H., Bhowmik J.L., Somers A.E.: Journal of Manufacturing Processes 2017, 29, 149. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmapro.2017.07.019
• [23] Song R., Telenko C.: Journal of Cleaner Production 2017, 148, 895. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.01.171
• [24] Beniak J., Krizan P., Matus M., Sajgalik M.: MATEC Web of Conferences 2018, 157, 06001. https://doi.org/10.1051/matecconf/201815706001
• [25] Dudek P., Rapacz-Kmita A.: Archives Metallurgy and Materials 2016, 61, 891. https://doi.org/10.1515/amm-2016-0151
• [26] Cuiffo M.A., Snyder J., Elliott A.M. et al.: Applied Sciences-Basel 2017, 7, 579. https://doi.org/10.3390/app7060579
• [27] Valerga A.P., Batista M., Fernandez-Vidal S.R.: Polymers 2019, 11, 566. https://doi.org/10.3390/polym11030566
• [28] Rodriguez-Panes A., Claver J., Camacho A.M.: Materials 2018, 11, 1333. https://doi.org/10.3390/ma11081333
• [29] Yang L., Li S., Li Y. et al.: Journal of Materials Engineering and Performance 2019, 28, 169. https://doi.org/10.1007/s11665-018-3784-x
• [30] Zhao Y., Chen Y., Zhou Y.: Materials & Design 2019, 181, 108089. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108089
• [31] Altan M., Eryildiz M., Gumus B., Kahraman Y.: Materials Testing 2018, 60, 471. https://doi.org/10.3139/120.111178
• [32] Torres J., Cotelo J., Karl J., Gordon A.P.: JOM 2015, 67, 1183. https://doi.org/10.1007/s11837-015-1367-y
• [33] Wach R.A., Wolszczak P., Adamus-Wlodarczyk A.: Macromolecular Materials and Engineering 2018, 303, 1800169.
• [34] Ivanov E., Kotsilkova R., Xia H. et al.: Applied SciencesBasel 2019, 9, 1209.https://doi.org/10.3390/app9061209
• [35] Steinle P.: Journal of Occupational and Environmental Hygiene 2016, 13, 121. https://doi.org/10.1080/15459624.2015.1091957
• [36] Haq R.H.A., Rahman M.N.A., Ariffin A.M.T. et al.: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2017, 226, 012038.
• [37] Haq R.H.A, Marwah O.M.F., Rahman M.N.A. et al.: International Journal of Integrated Engineering: Special issue Mechanical Engineering 2018, 10, 187. http://dx.doi.org/10.30880/ijie.2018.10.05.028
• [38] Liu Z., Lei Q., Xing S.: Journal of Materials Research and Technology 2019, 8, 3741. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.06.034
• [39] Heidari-Rarani M., Rafiee-Afarani M., Zahedi A.M.: Composites Part B: Engineering 2019, 175, 107147. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107147
• [40] Yang L., Li S., Zhou X. et al.: Synthetic Metals 2019, 253, 122. https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2019.05.008
• [41] Camargo J.C., Machado A.R., Almeida E.C. et al.: International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2019, 103, 2423. https://doi.org/10.1007/s00170-019-03532-5
• [42] Coppola B., Garofalo E., Di Maio L. et al.: AIP Conference Proceedings 2018, 1981, 020086. https://doi.org/10.1063/1.5045948
• [43] Arun K., Aravindh K., Raja K. et al.: Materials TodayProceedings 2018, 5, 13107. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.02.299
• [44] Piekarska E.: Przetwórstwo tworzyw 2009, 12 (3), 98.
• [45] Valerga A.P., Batista M., Puyana R. et al.: Procedia Manufacturing 2017, 13, 924. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.09.161
• [46] Mico-Vicent B., Perales E., Huraibat K. et al.: Materials 2019, 12, 1423. https://doi.org/10.3390/ma12091423
• [47] Yifan J., Wan Y., Liu Z.: MATEC Web of Conferences 2017, 95, 05001. http://dx.doi.org/10.1051/matecconf/20179505001
• [48] Topiarzova R., Cablik V.: Inżynieria Mineralna 2011, 12 (2), 89.
• [49] Ahmed S.W., Hussain G., Al-Ghamdi K.A., Altaf K.: Journal of Thermoplastic Composite Materials 2019. https://doi.org/10.1177/0892705719869407
• [50] Li Y., Gao S., Dong R.: Journal of Materials Engineering and Performance 2018, 27, 492. https://doi.org/10.1007/s11665-017-3065-0
• [51] Araujo H., Leite M., Ribeiro A.M.R. et al.: Frattura ed Integrità Strutturale 2019, 13 (49), 478. https://doi.org/10.3221/IGF-ESIS.49.45
• [52] Tagami T. Nagata N., Hayashi N. et al.: International Journal of Pharmaceutics 2018, 543, 361. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2018.03.057
• [53] Fu J., Yu X., Jin Y.: International Journal of Pharmaceutics 2018, 539, 75. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2018.01.036

Uwagi

PL

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