This paper presents a study of the effect of chemical treatment using pure acetone on strength specimens made from PLA polylactide produced by 3D FDM/FFF printing technology. The strength specimens were designed in accordance with the ISO 527 standard. The chemical treatment was carried out using baths at different time intervals. The hardness of the samples was measured, and a tensile test was performed. The results show that with prolonged contact with acetone, the hardness of the material decreases by approximately 45% compared to untreated samples. When analysing the tensile tests, it was noted that the tensile strength decreases with longer chemical bath time. At the same time, the material becomes more ductile, resulting in a high elongation at break in tension of up to 40% relative to untreated samples.
PL
W artykule przedstawiono badanie wpływu obróbki chemicznej przy użyciu czystego acetonu na wytrzymałość próbek wykonanych z polilaktydu PLA w technologii druku 3D FDM/FFF. Próbki wytrzymałościowe zostały zaprojektowane zgodnie z normą ISO 527. Obróbkę chemiczną w roztworze acetonu przeprowadzono w różnych odstępach czasu. Zmierzono twardość próbek i przeprowadzono statyczną próbę rozciągania. Wyniki wskazują, że przy dłuższym kontakcie z acetonem twardość materiału spada o około 45% w porównaniu z próbkami niepoddanymi obróbce. Analizując testy rozciągania, zauważono, że wytrzymałość na rozciąganie zmniejsza się wraz z wydłużeniem czasu trwania kąpieli chemicznej. Jednocześnie materiał staje się bardziej plastyczny, co powoduje, że wydłużenie przy zerwaniu jest o 40% większe w porównaniu do próbek niepoddanych obróbce chemicznej.
Wrist-hand orthosis was developed using PolyJet Matrix (PJM) and Fused Filament Fabrication (FFF) additive technologies. MED610 and PLACTIVE were used as the biocompatible materials. The orthosis was divided into parts A and B. The accuracy of both parts was checked using an optical scanner. The PJM method was more accurate. The compressive strength and stress relaxation of the orthosis were also tested. Greater strength was achieved for part A made using PJM technology, and for part B made using FFF technology.
PL
Ortezy nadgarstkowo-dłoniowe otrzymano przy użyciu technologii przyrostowych PolyJet Matrix (PJM) i Fused Filament Fabrication (FFF). Jako biokompatybilny materiał zastosowano MED610 oraz PLACTIVE. Ortezę podzielono na część A i B. Sprawdzono dokładność wykonania obu części za pomocą skanera optycznego. Większą dokładnością charakteryzowała się metoda PJM. Zbadano także wytrzymałość ortezy na ściskanie i relaksację naprężeń. Większą wytrzymałość uzyskano dla części A wykonanej w technologii PJM, a dla części B wykonanej w technologii FFF.
Effect of shells number (1–5) on tensile properties of PLA samples printed using the FDM/FFF technique was investigated. The crack surface was also analyzed. The best properties were obtained for 4-shell sample. However, due to the large coefficient of variation (>> 10%) in the case of elongation, 3-shell sample was selected for testing the machining impact. Such a large coefficient of variation can be explained by the presence of voids between the layers. The greater the number of layers, the greater the structure defects. Machining increases surface smoothness while reducing tensile strength and practi¬cally unchanged elongation at break.
PL
Zbadano wpływ liczby warstw (1–5) na właściwości mechaniczne przy rozciąganiu próbek PLA otrzymanych techniką FDM/FFF. Analizie poddano także powierzchnie pęknięć. Najlepsze właściwości uzyskano dla próbki 4-warstwowej. Jednak, ze względu na duży współczynnik zmienności (>> 10%) w przypadku wydłużenia, do badań wpływu obróbki skrawaniem wytypowano próbkę 3-warstwową. Tak duży współczynnik zmienności można wyjaśnić obecnością pustych przestrzeni pomiędzy warstwami. Im większa liczba warstw, tym większe defekty struktury. Obróbka skrawaniem zwiększa gładkość powierzchni przy jednoczesnym zmniejszeniu wytrzymałości na rozciąganie i praktycznie niezmienionym wydłużeniu przy zerwaniu.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the results of static strength tests carried out, i.e. tensile, bending and compression tests. The tests were performed on the basis of ISO 527, ISO 178 and ISO 604 standards. The study used a photo-curable resin with the trade name MED610, which meets a number of biocompatibility requirements and can be used for medical applications. PolyJet Matrix 3D printing technology was used to produce the test samples. The study showed a clear anisotropy of mechanical properties due to the printing orientation, particularly noticeable for the tensile and bending tests.
PL
W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonych statycznych prób wytrzymałościowych, tj.: próby rozciągania, zginania i ściskania. Badania wykonano w oparciu o normy ISO 527, ISO 178 oraz ISO 604. W badaniu zastosowano żywicę fotoutwardzalną o nazwie handlowej MED610, która spełnia wiele wymagań dotyczących biokompatybilności i może być stosowana w aplikacjach medycznych. Do produkcji próbek wykorzystano technologię druku 3D PolyJet Matrix. Badanie wykazało wyraźną anizotropię właściwości mechanicznych, zauważalną zwłaszcza w testach rozciągania i zginania.
3D printing is increasingly being used in many industries and in medicine. As a result, new materials are being sought and researched, in particular biocompatible materials. Such materials can be used for medical devices, surgical instruments, and orthopaedic devices, as well as in bone surgery, tissue engineering, prosthetics, regenerative medicine, and the creation of drug delivery systems. This paper presents an analysis of the results of tribological testing of a biocompatible material used in 3D printing technology. The tests were conducted on a TRB3 tribometer (Anton) in a sphere-disk association. The tests were carried out by making cylindrical specimens with a diameter of 40 mm and a height of 6 mm from the MED610 material using photo-curing liquid polymer resin (PJM) technology. The specimens were fabricated in High Quality mode with a layer thickness of 0.016 mm and with different print directions in the X-Z plane: 0°, 45°, and 90°. The analysis was carried out under technical dry friction conditions and in the presence of saline solution (0.9% NaCl). The tests were performed under fixed test parameters, i.e. speed and loading of the specimens. Ball-disc tests were carried out using balls (counter-specimen) made of different materials with a diameter of 6 mm. Studies have shown that the direction of printing affects tribological wear, due to the anisotropic nature of the 3D printing technology. The lowest average coefficient of friction was obtained for specimens with a print direction of 90°.
PL
Druk 3D znajduje coraz szersze zastosowanie w wielu branżach przemysłowych oraz w medycynie. W związku z tym poszukiwane i poddawane badaniom są nowe materiały, w szczególności materiały biokompatybilne. Materiały takie mogą być stosowane do produkcji sprzętu medycznego, narzędzi chirurgicznych i urządzeń ortopedycznych oraz w chirurgii kostnej, inżynierii tkankowej, protetyce, medycynie regeneracyjnej lub do tworzenia systemów dostarczania leków. W pracy przedstawiono analizę wyników badań tribologicznych biokompatybilnego materiału polimerowego, stosowanego w technologii druku 3D. Testy tarciowe zrealizowano przy użyciu tribometru w skojarzeniu kula–tarcza. Badania przeprowadzono na próbkach w kształcie tarczy o średnicy 40 mm i wysokości 6 mm z materiału MED610 uzyskanego przy użyciu technologii fotoutwardzania ciekłych żywic polimerowych (PJM). Próbki wykonano w trybie wysokiej dokładności (High Quality) z grubością warstwy wynoszącą 0,016 mm oraz z różnymi kierunkami wydruku w płaszczyźnie X-Z: 0°, 45° i 90°. Analizę przeprowadzono w warunkach tarcia technicznie suchego oraz smarowania roztworem soli fizjologicznej (0,9% NaCl). Badania wykonano przy stałych parametrach testu, tj. prędkości i obciążenia próbek. Przeciwpróbkę stanowiły kulki o średnicy 6 mm z poliamidu 6.6 oraz polioksymetylenu (POM). Analiza wyników badań wskazały, iż kierunek druku ma wpływ na zużycie tribologiczne, co wynika z anizotropowej natury technologii druku 3D. Najmniejszy średni współczynnik tarcia uzyskano dla próbek o kierunku wydruku 90°.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a procedure for developing a components of the hand prosthesis using reverse engineering. The hand model was obtained using a plaster cast and a 3D scanner. The 3D model of the prosthesis was remodelled using selected CAD software. The prosthesis was made of MED610 polymer material using PolyJet Matrix (PJM) technology. The MED610 material was chosen for its biocompatible properties. The printed model of the finger prosthesis was subjected to a bending test.
PL
W artykule przedstawiono procedurę projektowania elementów protezy dłoni z wykorzystaniem inżynierii odwrotnej. Modele dłoni odwzorowano w postaci odlewów gipsowych. Korzystając ze skanera 3D otrzymano chmurę punktów, którą przekonwertowano do pliku STL. Model 3D protezy przebudowano w oprogramowaniu CAD. Protezę wykonano z materiału polimerowego MED610 z zastosowaniem technologii PolyJet Matrix (PJM). Materiał MED610 został wybrany ze względu na biokompatybilne właściwości. Wydrukowany model protezy poddano próbie zginania.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.