Badania własności strukturalno-materiałowych otrzymywanych technologią SLS na przykładzie połączeń kształtowych

• Autorzy: Makuch A. , Skalski K.

Warianty tytułu

EN

Studies of the structural and mechanical properties obtained of by Selective Laser Sintering (SLS) using the example of the shape joints

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu struktury geometrycznej powierzchni uzyskiwanej po procesie selektywnego spiekania proszków polimerowych PA2200 wiązką lasera (Selective Laser Sintering - SLS) na wytrzymałość połączeń kształtowych, mierzone w próbie rozciągania. Przeprowadzono także badania struktury geometrycznej powierzchni na poziomie mikrostrukturalnym (analiza SEM oraz z wykorzystaniem mikroskopu optycznego) i makrostrukturalnym (dwuwymiarowa charakterystyka profilu chropowatości). Wyniki tych badań pokazały dużą jednorodność struktury poliamidowej uzyskanej w procesie laserowego spiekania, przy wysokich parametrach chropowatości rzędu Ra = 30 μn. Jak pokazały wyniki badań wytrzymałościowych dla różnych typów połączeń kształtowych (jaskółczy ogon, zaczepowe) wysoka chropowatość powierzchni wpływa na większą wytrzymałość. Głównym celem badań była ocena aplikacyjna jednej z technologii, tj. SLS, na przykładzie wybranych produktów, poprzez kompleksowe badania ich własności strukturalnych oraz mechanicznych konstytuowanych metodą przyrostową. W szczególności obserwacje wykonano na poziomie mikrostrukturalnym, wykorzystując metodą OSI (Depth Sensing Indentation).

EN

The paper presents the results of the studies concerning the influence of surface geometrical structure obtained in the process of selective laser Sintering of PA2200 polymer powders on the strength of shape joints measured in a tensile test. The tests of surface geometrical structure at a micro-structural level (SEM analysis and optical microscopy) and at a micro-structural level (2D characterization of roughness profile) were also conducted. The results of these studies showed high homogeneity of the polyamide structure obtained in the laser sintering process and high roughness parameters in the range of Ra = 30 μm. The results of the strength tests conducted for different shape joints (dovetail, snap-fit joints) showed that high surface roughness affects the greater strength. The main objective of the research was to evaluate the capability of an application of one the technologies, which is the SLS technology, by comprehensive studies of the structural and mechanical properties of the selected products formed by an additive method. In particular, the observations were made at the micro-structural level using the DSI method (Depth Sensing Indentation).

Słowa kluczowe

PL

selektywne spiekanie laserowe; szybkie prototypowanie; połączenia kształtowe; metoda DSI; badania wytrzymałościowe

EN

selective laser sintering; rapid prototyping; shape joint; DSI method; strength test

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 56--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., fig., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Makuch A.

• Zakład Konstrukcji Maszyn i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska

autor

Skalski K.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Floriańczyk A., Grygoruk R., Bajkowski M.: Studies and analysis of the impact of part orientation in selective laser sintering process on mechanical and struc-tural properties. „Machine Dynamics Research", 2080-9948, p. 1-16.
• [2] Jhabvala J., Boillat E., Glardon R.: Study of the inter-particle necks in selective laser sintering. „Rapid Prototyping Journal", 2013, vol. 19, nr 2, p. 111-117.
• [3] Mager A., Moryson G., Cellary A., Marciniak M.: Zastosowanie technik rapid prototyping do wytwarzania wyrobów metalowych. „Postępy Nauki i Techniki", 2011, nr 8, s. 174-182.
• [4] Makuch A., Bajkowski M., Grygoruk R.: Technological optimization of the design of a bolt module produced as a multibody part in generative manufacturing techniques. „Machine Dynamics Research", 2014, vol. 38, nr 1, p. 81-91.
• [5] Vaughan M.R., Crawford H.: Effectiveness of virtual models in design for additive manufacturing: a laser sintering case study. „Rapid Prototyping Journal", 2013, vol. 19, no. 1, p. 11-19.
• [6] Oczoś K.E., Kawalec A.: Rozwój systemów szybkiego prototypowania RP i szybkiego wytwarzania oprzyrzą-dowania RT oraz ich integracja z systemami wspomagania komputerowego CAx. „Postępy Technologii Maszyn i Urządzeń", 1999, vol. 23, nr 3, s. 69-102.
• [7] Pokorska l., Skalski K., Makuch A., Pawlikowski M.: Measurement of mechanical properties of bone tissue on microstructural level by using DSI (Depth Sensing Indentation) method. „Inżynieria Powierzchni", 2015, nr 1, p. 68-80.