Analiza wytrzymałości dielektrycznej wybranych materiałów wytworzonych w technologii druku 3D

• Autorzy: Rak Mateusz , Najgebauer Mariusz , Jędryka Jarosław , Wilk Patryk , Kosiński Kacper

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0055.1360

Warianty tytułu

EN

Analysis of the dielectric strength of selected materials produced using 3D printing technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W poniższej publikacji przedstawiono wyniki badań wytrzymałości dielektrycznej wybranych materiałów. Przedstawiono sposób tworzenia próbek wykorzystanych do badań przy użyciu dwóch technologii druku przestrzennego. Użyte do badań próbki zostały wytworzone z czterech materiałów o różnych właściwościach, tj. PLA, ABS, PA12 oraz pochodzącego z recyklingu (e-PLA). Wykazano znaczne różnice w wytrzymałości dielektrycznej zarówno dla poszczególnych materiałów, jak i dla samych technologii. Stwierdzono, że próbki wytworzone z materiału PA12 w technologii opartej na spiekaniu laserowym (SLS) wykazują najwyższą wytrzymałość dielektryczną. Celem badań było sprawdzenie możliwości, poprzez zbadanie wytrzymałości dielektrycznej, wytwarzania osprzętu izolacyjnego elektroenergetycznych linii przesyłowych i rozdzielczych. Wstępne wyniki badań pokazały, że przy zastosowaniu odpowiedniej technologii oraz właściwego materiału istnieje możliwość aplikacji tego typu technologii produkcyjnej.

This publication presents the results of dielectric strength tests conducted on selected materials. The methodology for sample fabrication is described, utilizing two different spatial printing technologies. The tested samples were manufactured from four materials with varying properties: PLA, ABS, PA12, and a recycled material (e-PLA). Significant differences in dielectric strength were observed, both among the individual materials and between the applied manufacturing technologies. It was determined that samples made of PA12, produced using laser sintering (SLS) technology, exhibited the highest dielectric strength. The objective of the study was to evaluate the feasibility of producing insulating components for power transmission and distribution lines through dielectric strength testing. Preliminary results indicate that, with the appropriate technology and material selection, this manufacturing approach may be a viable alternative for such applications.

Słowa kluczowe

PL

materiały dielektryczne; technologie druku 3D; elektroenergetyka; wytrzymałość dielektryczna; FDM; SLS

EN

dielectric materials; 3D printing technologies; power engineering; dielectric strength

• Wydawca: Akademia im. Jakuba z Paradyża w Gorzowie Wielkopolskim
• Czasopismo: Journal of Engineering 360
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 1, Iss. 1/25
• Strony: 15--22
• Opis fizyczny: fot., rys., tab., wykr., bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Rak Mateusz

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0009-0001-1508-8530

autor

Najgebauer Mariusz

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0001-9441-1924

autor

Jędryka Jarosław

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0002-7047-6624

autor

Wilk Patryk

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

autor

Kosiński Kacper

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• 1. Iwko J., Robakowska M., Trzaska O. Badanie wybranych właściwości polimerów termoplastycznych wykorzystywanych w druku 3D FDM w funkcji średnicy dyszy drukującej oraz sposobu formowania próbek – część 1. Badania właściwości mechanicznych. Tworzywa Sztuczne w Przemyśle. 2023;(4).
• 2. Sun H, Magnas J.A., Srikar A.R., Guo S., Nian Q. A Physical Comprehensive Model for Studying Temperature Evolution in FDM 3D Printing. W: ASME 2024 19th International Manufacturing Science and Engineering Conference. American Society of Mechanical Engineers; 2024. doi:10.1115/msec2024-fm2
• 3. Medoukali H., Zegnini B., Guibadj M. Study of DC Voltage Effects on the Electrical Treeing Phenomenon in XLPE Insulating Materials. Przegląd Elektrotechniczny. 2024;100(2):290-293. doi:10.15199/48.2024.02.58
• 4. Budzik G., Siemiński P. Techniki przyrostowe. Druk Drukarki 3D. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej; 2015.
• 5. Peterson E. What is Selective Laser Sintering? LiveScience. https://www.livescience.com/38862-selective-laser-sintering.html. Opublikowano 13 sierpnia 2013. Dostęp: 13 września 2013.
• 6. Topolska K., Skrzypczyk A., Królc M. Wpływ parametrów technologicznych FDM na własności wytrzymałościowe komponentów z PLA. Prace Instytutu Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych. 2017;2:285-294.
• 7. Ranachowski P. Procesy starzeniowe w ceramice elektrotechnicznej. Warszawa: Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN; 2011.
• 8. Liebermann J. Rola kwarcu w porcelanie elektrotechnicznej. Szkło i Ceramika. 2003.
• 9. Koźmic A., Kozioł M., Skubis J. Wpływ bariery dielektrycznej na wytrzymałość elektryczną powietrznych układów izolacyjnych. Przegląd Elektrotechniczny. 2018;94(10):191-194. doi:10.15199/48.2018.10.44
• 10. Lenarciak A. Właściwości elektryczne i magnetyczne szkła Fe₂O₃–SiO₂–PbO [rozprawa doktorska]. Gdańsk: Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej; 2019.
• 11. Zortrax S.A. Karta charakterystyk materiału PLA. Lubelska 43a, 10-410 Olsztyn, Polska; 22 czerwca 2021.
• 12. Zortrax S.A. Karta charakterystyk materiału ABS. Lubelska 43a, 10-410 Olsztyn, Polska; 22 czerwca 2021.
• 13. Zortrax S.A. Karta charakterystyk materiału PA12 Smooth – zgodnie z rozporządzeniem (WE) nr 1907/2006; 13 października 2022.
• 14. Major M., Minda I. Zastosowanie technologii druku przestrzennego w budownictwie. Budownictwo 22. Częstochowa; 2016.