Analiza wytrzymałości na skręcanie tworzyw termoplastycznych przy zmianie wypełnienia modelu w procesie przyrostowym

• Autorzy: Bernaczek Jacek , Jabłońska Gabriela , Magniszewski Marek , Dębski Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/148.2021.1.2

Warianty tytułu

EN

Analysis of the torsional strength of thermoplastics when changing the filling of the model in an incremental process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Publikacja obejmuje analizę wytrzymałości na skręcanie termoplastycznych tworzyw przetwarzanych przyrostowo – ABS i PLA. Opracowano metodologię badawczą opartą na założeniach literaturowych dla statycznej próby skręcania oraz skonstruowano w tym celu autorskie stanowisko badacze. Przeprowadzono obróbkę danych numerycznych na potrzeby procesu modelowania tworzywem termoplastycznym, która obejmowała konstrukcję CAD modelu badawczego – próbki, proces tesselacji – opisu powierzchni odpowiednio zdefiniowaną siatką trójkątów oraz opracowano procedurę wykonawczą dla maszyny przyrostowej – tzw. g-code w programie Slic3r Prusa Edition. Modele – próbki badawcze o wybranym stopniu wypełnienia 30, 60 i 90% dla każdego z materiałów wytworzono z wykorzystaniem aparatury Original Prusa i3 MK3 techniką FFF (ang. Fused Filament Fabrikation). Zrealizowano badania wytrzymałości na skręcanie, a otrzymane wyniki poddano opracowaniu i analizie. Pozyskana w procesie badawczym wiedza umożliwi adekwatne określenie obszaru zastosowań dla części poddawanych obciążeniu momentem skręcającym wytwarzanych przyrostowo z termoplastycznych tworzyw polimerowych.

EN

The publication includes an analysis of the torsional strength of thermoplastic incrementally processed plastics – ABS and PLA. A research methodology was developed based on the literature assumptions for the static torsion test and the researchers’ original stand constructed for this purpose. Processing of numerical data for the modeling process with a thermoplastic material was carried out, which included the CAD construction of the research model – samples, the tessellation process – surface description with a properly defined triangle mesh, and an executive procedure for the incremental machine – the so-called g-code in the dedicated Slic3r Prusa Edition software. Models – research samples with a selected filling degree of 30, 60 and 90% for each of the materials were produced using the Original Prusa i3 MK3 apparatus using the FFF (Fused Filament Fabrication) technique. Torsional strength tests were carried out, and the obtained results were processed and analyzed. The knowledge gained in the research process will enable an adequate definition of the area of application for parts subjected to torsional momentum, which are incrementally produced from thermoplastic polymer materials.

Słowa kluczowe

PL

wytrzymałość na skręcanie; wytwarzanie przyrostowe; modelowanie tworzywem termoplastycznym; wypełnienie modelu

EN

torsional strength; additive manufacturing; thermoplastic modeling; model filling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 1
• Strony: 23--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bernaczek Jacek

• Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Jabłońska Gabriela

• Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Magniszewski Marek

• Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Dębski Mariusz

• Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Dehghanghadikolaei A., N. Namdari, B. Mohammadian, B. Fotovvati. 2018. “Additive Manufacturing Methods. A Brief Overview”. Journal of Scientific and Engineering Research 5: 123–131.
• [2] Mazurkiewicz A. 2017. „Analiza jakości wydruku elementu z termoplastu ABS wykonanego w tachnologii FDM”. Autobusy: technika, eks¬ploatacja, systemy transportowe 6: 956–960.
• [3] Oleksy M., G. Budzik, B. Kozik, A. Gardzińska. 2017. „Hybrydowe nanokompozyty polimerowe stosowane w technologii Rapid Prototyping”. Polimery 1: 3–10.
• [4] Wohlers Report 2018. 3D Printing and Additive Manufacturing State of the Industry. Annual Worldwide Progress Report.
• [5] Bernaczek J., R. Śliwa. 2011. “Computational methods in the SLA and FDM techniques in the process of production of an aircraft wheel hub prototype”. Computer Methods in Materials Science 11(2): 418–424.
• [6] Bernaczek J., M. Magniszewski, M. Oleksy. 2018. „Analiza wybranych parametrów wytrzymałościowych żywicy RGD720”. Przegląd Mechaniczny 11: 42–46.
• [7] Bernaczek J., G. Budzik, R. Śliwa, M. Oleksy. 2012. “Analysis of the properties of photopolymers used in RP processes for aircraft wheel hub”. 7th International „Conference Supply on the wings“. 6 – 9 November Frankfurt / Main – Germany.
• [8] Dyląg Z., A. Jakubowicz, Z. Orłoś: Wytrzymałość materiałów. 2007. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [9] Kudasik T., G. Budzik, J. Bernaczek, P. Mikulski. 2016. “Photoelastic Analysis of Stress Distribution in RP Models of Aircraft Components”. Machine Dynamics Research 40(3): 91–99.
• [10] Budzik G., M. Magniszewski, M. Oleksy, R. Oliwa, J. Bernaczek. 2018: “Torsional strengh testing of machine elements manufacture by incremental technology from polymeric materials. Polimery 63(11–12): 830–832.
• [11] Mydłowska K., Z. Tartakowski. 2015. „Właściwości mechaniczne wyrobów wytworzonych technologią FDM z poliamidu”. Przetwórstwo Tworzyw 6: 467–472.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).