Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Polymer materials to produce wrist-hand orthoses using the additive method

Szczygieł Paweł

Polimery

|

2024

|

Vol. 69, nr 2

103--111

EN

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.

2

Additive manufacturing technology for modern packaging

Domiński Adrian, Duale Khadar, Konieczny Tomasz, Kurcok Piotr, Kowalczuk Marek, Rydz Joanna, Grundmann Alexander, Kaysser Simon T.

Packaging Review

|

2024

|

No. 1

6--15

EN

Appropriate packaging is essential to protect products from external contamination, physical damage or food spoilage. The latest innovations in the packaging industry are mainly limited to the development of new polymeric barrier materials and composite or green, environmentally friendly materials. However, recently, new active, and/or intelligent (smart) packaging is being developed that can extend the shelf life of a product, keep it in good condition and help control the quality of food products. This review presents the latest developments and applications of additive manufacturing in the production of smart food packaging.

PL

Odpowiednie opakowanie jest niezbędne, aby chronić produkty przed zanieczyszczeniami z zewnątrz, uszkodzeniami fizycznymi lub zepsuciem się żywności. Najnowsze osiągnięcia w branży opakowań ograniczają się głównie do opracowania nowych polimerowych materiałów barierowych oraz kompozytowych lub ekologicznych materiałów przyjaznych dla środowiska. Jednak ostatnio opracowywane są nowe opakowania aktywne i/lub inteligentne (smart), które mogą wydłużyć okres przydatności do spożycia produktu, utrzymać go w dobrym stanie i pomóc kontrolować jakość produktów spożywczych. W niniejszym artykule przedstawiono najnowsze osiągnięcia i zastosowania wytwarzania przyrostowego w produkcji inteligentnych opakowań do żywności.

3

Utilisation of first Polish multifunctional 3D bioprinter BioCloner Desktop for printing hydrogel cell scaffolds in controlled clean environment - case study

Knap-Kowalski Jakub, Twardziak Hubert, Matulski Jakub, Bednarczyk Ewa, Sikora Szymon, Grygoruk Roman, Gołaszewski Maciej

Mechanik

|

2024

|

R. 97, nr 4

39--46

EN

In this article novel technological solutions for applying additive manufacturing technologies in the biomedical and biotechnological industry are showcased. The BioCloner Desktop (referred to as ‘Desktop’) is a miniaturised version of an industrial printer developed as part of a project regarding utilising additive manufacturing technologies for manufacturing of bioresorbable implants. In the years 2016-2019, the project was financed from EU resources (project number POIR.01.01.01-00-0044/16-00). During this project, industrial-sized solutions dedicated for medical and pharmaceutical applications were developed. The Desktop was developed as a way of expanding the possibilities of research and development in a standard biomedical laboratory. The size of the described printer allows it to be placed inside a laminar flow cabinet. The Desktop is a device which meets the growing need for multipurpose compact desktop bioprinters dedicated for research and development applications. Currently, commercially available laboratory-scale machines lack an open architecture, which puts boundaries on research. Miniaturisation of the BioCloner bioprinter did not sacrifice its key feature of supporting multitool print and convenience of construction for further specialisation. The BioCloner project, besides bioprinters, also includes dedicated slicing and printer control software. Thanks to its multiplatform compatibility, it is possible to easily increase the scale of production directly after the research process. The Desktop is equipped with printheads that facilitate multiple methods of 3D printing. From the most popular fused filament fabrication (FFF) to the versatile fused granulate fabrication (FGF) to highly specialised printheads for bioprinting, designed to dispense hydrogels via pressure extrusion. The printheads have also additional features required in the bioprinting process, such as UV crosslinking lights and temperature control (heating as well as cooling). In this article, key features of both the BioCloner Desktop bioprinter and the dedicated BioCloner 3D slicing-operating software are outlined. Its second part is a report on the bioprinter’s usage in the Biomedical Engineering Laboratory, named after E.J. Brzeziński, located at Faculty of Mechanical and Industrial Engineering of Warsaw University of Technology. During the study, hydrogel cell scaffolds for culturing WEHI-164 mouse fibroblasts were produced. The structures were obtained using a gelatin methacrylate (GelMa)-based commercially available bioink deposited directly into a cell culture vessel. The structures were fully crosslinked immediately after printing. All printed scaffolds supported cell proliferation. There were no observed signs of contamination, and the conducted field tests confirmed the assumed functionality of the BioCloner Desktop bioprinter.

PL

W artykule przedstawiono nowatorskie rozwiązania techniczne pozwalające na wykorzystanie technologii addytywnego wytwarzania w branżach biomedycznej i biotechnologicznej. BioCloner Desktop (dalej: „Desktop”) jest zminiaturyzowanym rozwiązaniem opracowanym w ramach trwającego od 2016 r. projektu BioCloner, mającego na celu wdrożenie technik przyrostowych w procesie produkcji implantów wchłanialnych. Projekt ten w latach 2016-2019 był finansowany ze środków UE (projekt POIR.01.01.01-00-0044/16-00 - Pierwsza polska biodrukarka dedykowana do implantów wchłanialnych - BioCloner). W ramach projektu BioCloner opracowano rozwiązania wielkogabarytowe przeznaczone do zastosowania w branży medycznej i farmaceutycznej. Desktop został opracowany z myślą o poszerzeniu możliwości prac badawczo-rozwojowych w typowym laboratorium biomedycznym. Wymiary drukarki BioCloner Desktop pozwalają na pracę w warunkach podwyższonej czystości oraz wewnątrz komory laminarnej. Desktop stanowi odpowiedź na rosnące wymagania stawiane przed kompaktowymi drukarkami nabiurkowymi wykorzystywanymi w pracach badawczo-rozwojowych. Dostępne na rynku urządzenia przeznaczone do biodruku w skali laboratoryjnej nie posiadają otwartej architektury, przez co ograniczają zakres prowadzonych prac badawczo-rozwojowych. Przy zmniejszeniu biodrukarki 3D zachowano wyróżniające BioCloner cechy - wsparcie druku wielogłowicowego oraz otwartość konstrukcji, która pozwala na rozwijanie kompatybilnych głowic i akcesoriów wspierających proces biodrukowania 3D. Projekt BioCloner poza wymienionymi biodrukarkami 3D obejmuje również dedykowane oprogramowanie sterujące zawierające kluczowe z perspektywy biodruku funkcjonalności. Dzięki międzyplatformowej kompatybilności sterowników możliwe będzie szybkie zwiększenie skali produkcji po zakończeniu prac badawczo-rozwojowych. Desktop jest wyposażony w głowice wspierające różne metody druku przestrzennego. Od najpopularniejszego druku termoplastycznym filamentem fused filament fabrication (FFF), poprzez druk wykorzystujący nadtopiony granulat fused granulate fabrication (FGF), po głowice ciśnieniowe opracowane specjalnie do wymagań stawianych przez biodruk. Przykładem tego są głowice przeznaczone do ekstruzji ciśnieniowej hydrożeli z wieloma dodatkowymi funkcjami, takimi jak sieciowanie UV oraz kontrola temperatury (zarówno grzanie, jak i chłodzenie). Opisywana w artykule drukarka została przetestowana w Laboratorium Inżynierii Biomedycznej im. E.J. Brzezińskiego mieszczącym się na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej. Wytworzono w nim rusztowania do hodowli fibroblastów mysich WEHI-164. Struktury zostały wydrukowane z hydrożelu bazującego na metakrylowanej żelatynie (GelMa), bezpośrednio w naczyniu przeznaczonym do dalszej inkubacji hodowli. Wszystkie otrzymane struktury pozwalały na zagnieżdżenie się i proliferację rozważanych w badaniu komórek. Nie zaobserwowano oznak zakażenia w trakcie hodowli. Przeprowadzone testy potwierdzają zakładaną funkcjonalność biodrukarki Desktop.

4

Influence of size on the compressive properties of cellular structures manufactured by additive technologies

Rudnik Mateusz

Mechanik

|

2024

|

R. 97, nr 4

6--15

EN

This article is a continuation of research on hexagonal cell structures. Previous research has dealt with cell structures in normalized models, where it was shown that cell structures should be studied from a single cell to a suitably generated iterative model based on recursive formulas. The aim of this paper was to compare manufactured cell structures with an appropriately defined formula. Printed models of the hexagonal structure subjected to compression showed that, in the case of the Polylactic Acid Blue material, as the size of the side length of the hexagonal cells increased, the quality of the generated diagrams also increased, which informed the undesired effects of the compressive force in the tests. In the case of cells manufactured from the PA2200 material, it was noted that the maximum force acting on the cell structure decreased with increasing cell side length, however, no undesirable situations occurred during testing in contrast to structures manufactured from Polylactic Acid base materials. In the case of Polylactic Acid materials, special attention had to be paid to the Polylactic Acid Gray material. The models were printed with the same parameters, from the same Stereolitography language file, had a slightly higher mass and were subjected to the same compression test, yet showed significant differences in the tests carried out compared to the other models.

PL

Artykuł jest kontynuacją badań dotyczących struktur komórkowych heksagonalnych. Poprzednie badania dotyczyły struktur komórkowych w modelach znormalizowanych. Wykazano, że struktury komórkowe należy badać od pojedynczej komórki do odpowiednio wygenerowanego modelu iteracyjnego opartego na wzorach rekurencyjnych. Celem pracy było porównanie wytworzonych struktur komórkowych o odpowiednio zdefiniowanym wzorze. Wydrukowane modele struktury heksagonalnej poddanej ściskaniu wykazały, że w przypadku materiału Polylactic Acid Blue wraz ze wzrostem długości boku komórek heksagonalnych wzrastała także jakość generowanych diagramów, co informowało o niepożądanych efektach działania siły ściskającej. W przypadku struktur komórkowych wykonanych z materiału PA2200 zauważono, że maksymalna siła działająca na strukturę komórkową zmniejszała się wraz ze wzrostem długości boku struktury komórkowej, jednakże podczas badań nie wystąpiły żadne niepożądane sytuacje w porównaniu ze strukturami wytwarzanymi z materiałów na bazie kwasu polimlekowego. W przypadku materiałów z polikwasu mlekowego szczególną uwagę należało zwrócić na materiał z szarego kwasu polimlekowego. Modele zostały wydrukowane z tymi samymi parametrami, z tego samego pliku, który został zapisany w języku stereolitograficznym, a jednak miały nieco większą masę i zostały poddane temu samemu testowi ściskania, a mimo to wykazały istotne różnice w przeprowadzonych testach w porównaniu z pozostałymi modelami.

5

Formalne i technologiczne aspekty architektury wytwarzanej addytywnie w świetle parametrów geometrycznych wybranych obiektów

Koszewski Krzysztof, Strzała Marcin

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 4

20--26

PL

Artykuł prezentuje wyniki analiz niezbadanej dotychczas relacji między artefaktem a narzędziem jego wytwarzania w obszarze architektury i metod addytywnych (AM). Celem pracy była identyfikacja i interpretacja tych zależności. Dokonano tego, badając charakterystyki wybranych 82 realizacji powstałych w latach 2004 – 2021.Wtym celu wprowadzono dwa autorskie wskaźniki: skali (WS) oraz detalu (WD). Przeprowadzone analizy wskazują na ścisłe powiązanie metod projektowych z technologią wytwarzania.

EN

The article presents the results of analyses of the hitherto unexplored relationship between an artifact and its manufacturing tool in architecture and additive methods (AM). The purpose of the study was to identify and interpret these relationships. For this purpose, the authors examined the characteristics of selected 82 realizations created between 2004 and 2021. In the research, two author's indicators were introduced: scale (WS) and detail (WD). The analyses conducted indicate a close relationship between design methods and manufacturing technology.

6

Open-loop control system for high precision extrusion-based bioprinting through machine learning modelling

Arduengo Javier, Hascoet Nicolas, Chinesta Francisco, Hascoet Jean-Yves

Journal of Machine Engineering

|

2024

|

Vol. 24, No. 1

103--117

EN

Bioprinting is a process that uses 3D printing techniques to combine cells, growth factors, and biomaterials to create biomedical components, often with the aim of imitating natural tissue characteristics. Typically, 3D bioprinting adopts a layer-by-layer method, using materials known as bio-inks to build structures resembling tissues. This study introduces an open-loop control system designed to improve the accuracy of extrusion-based bioprinting techniques, which is composed of a specific experimental setup and a series of algorithms and models. Firstly, a method employing Logistic Regression is used to select the tests that will serve to train and test the following model. Then, using a Machine Learning Algorithm, a model that allows the optimization of printing parameters and enables process control through an open-loop system was developed. Through rigorous experimentation and validation, it is shown that the model exhibits a high degree of accuracy in independent tests. Thus, the control system offers predictability and adaptability capabilities to ensure the consistent production of high-quality bioprinted structures. Experimental results confirm the efficacy of this machine learning model and the open-loop control system in achieving optimal bioprinting outcomes.

7

Additive and Subtractive Manufacturing of Inconel 718 Components - Estimation of Time, Costs and Carbon Dioxide Emission – Case Study

Zębala Wojciech, Gaweł Anna

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no 1

98--109

EN

The article presents the cost analysis of three techniques that can be used to produce a cylindrical part from Inconel 718 nickel alloy. First of them allows the part to be shaped by additive manufacturing (AM). In the second technique the shape is obtained by forging. Both techniques require the use of machining to give the final dimensional and shape accuracy of the manufactured part. The third technique is based solely on machining operations. Research has shown that the most expensive technique for high-volume production is SLM/LMF. Based on the case study, it can be concluded that after a year of production using the SLM/LMF, forging and machining methods, the carbon dioxide emission is the biggest in the additive manufacturing. Optimizing the Ra and Fc parameters causes differences in carbon dioxide emissions. The turning process including machining optimization due to Fc characterizes a higher ability to produce parts than optimization due to roughness parameter Ra.

8

Effect of the number of shells on selected mechanical properties of parts manufactured by FDM/FFF technology

Szot Wiktor, Rudnik Mateusz

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 1(79)

86--103

EN

The technological parameters of 3D printing have an influence on the mechanical properties of the manufactured components. The purpose of the article was to study the comparative influence of the technological parameter of the number of shells variable in two stages (2 and 10) on selected mechanical properties. The maximum tensile stress for the number of shells 10 was 39.80 MPa, which is higher compared to the number of shells 2: 30.98 MPa. In the case of the maximum bending stress for the number of shells 10, an average value of 61.02 MPa was obtained, which is higher compared to the number of shells of 2: 37.46 MPa. Furthermore strong fit of the Kelvin-Voight model was obtained, as confirmed by the values of the 𝐶ℎ𝑖2:0.0001 and 𝑅2:0.997 coefficients.

9

Wpływ sposobu przechowywania filamentu ABS, PLA, PET-G na właściwości wyrobów wytwarzanych przyrostowo metodą FDM

Góralski Błażej, Siergiej Joanna

Zarządzanie Przedsiębiorstwem

|

2023

|

Vol. 26, nr 1

7--11

EN

The subject of the article is the influence of filament moisture on the quality of products manufactured using the additive method using the Fused Deposition Modelling (FDM) method. Three types of thermoplastic polymers were tested: ABS, PLA and PET-G. The polymers were stored in environments with different humidity. The moisture content of the filament was determined as the water content in the material expressed as a percentage by weight. To obtain the expected humidity of the samples, they were conditioned for 7 days in tightly closed containers with constant humidity of 40%, 60% and 80%. After the sample conditioning process was completed, they were removed from the container and subjected to further tests. The influence of filament humidity on selected properties of manufactured products is presented, such as: surface quality of the obtained samples, tensile strength and dimensional repeatability. To sum up, the method of storing the filament affects the moisture content of the filament. The humidity of the filament, in turn, affects the quality of products manufactured using the FDM method, including: on: mechanical properties, dimensional stability, Surface appearance. Therefore, it is important in what conditions the filament is stored before the production process begins.

10

The use of high-performance concretes, ultra highperformance concretes, and additive manufacturing technology in increasing the ballistic protection level of field fortifications

Wysoczański Andrzej, Partyka Jacek, Mackiewicz Piotr

Wiedza Obronna

|

2023

|

nr 3

EN

High-Performance Concretes (HPC) and Ultra High-Performance Concretes (UHPC) allow for the production of extremely durable construction elements when compared to those same elements made of C35/45 concrete. Increased compressive- and flexural strength markedly contribute to ballistic resistance reducing the area and depth of the “crater” which results from a potential impact of a projectile or a fragment. Additionally, the presence of dispersed fibres in these mixtures eliminates the need of using reinforcement bars, which, in turn, reduces the time expenditure and labour. The article compares the results of various ballistic tests of elements made of high-performance concrete mixtures to determine the viability of applying such elements in the defence sector. Furthermore, the authors present the possibility of adapting additive technologies for the performance of field fortification tasks by the military, as part of which the HPCs and UHPCs are used as working mixtures. The authors also show the possibility of fabricating construction elements without the use of formworks, as well as printing construction elements directly at the site of future operation of the buildings.

11

Ceramika drukowana w 3D – możliwości i ograniczenia w formowaniu przyrostowym wyrobów ceramicznych

Tańska Joanna, Więcław-Midor Anna, Falkowski Paweł, Wiecińska Paulina

Szkło i Ceramika

|

2023

|

R. 74, nr 2

34--42

PL

Dynamiczny rozwój technik formowania przyrostowego, obserwowany na przestrzeni ostatnich lat, świadczy o istniejącej potrzebie na wytwarzanie złożonych i precyzyjnych elementów bez stosowania form odlewniczych. Konieczność dopasowania produktu do indywidualnych potrzeb wymusza powstawanie coraz to nowych technik druku 3D, a także dostosowywanie ich do wytwarzania wyrobów z różnego rodzaju materiałów, m.in. z ceramiki. W artykule przedstawiono zarys historyczny metod druku 3D i ich podział zgodnie z normą ISO/ASTM 52900, a także opisano poszczególne grupy metod oraz przykładowe techniki wchodzące w ich skład. Podczas wyboru techniki formowania dla danego produktu należy wziąć pod uwagę wiele czynników, takich jak rodzaj stosowanego materiału, wymiary produktu czy oczekiwana rozdzielczość. Drukowanie materiałów ceramicznych wciąż stanowi duże wyzwanie dla badaczy, gdyż nie można bezpośrednio przełożyć procesów zachodzących dla polimerów na ceramikę, chociażby ze względu na wysokie temperatury topnienia materiałów ceramicznych. Dodatkowo, w przypadku metod druku 3D wykorzystujących procesy fotoutwardzania (np. w technice DLP (cyfrowego przetwarzania światła), konieczne jest przygotowanie zawiesiny proszku ceramicznego z dodatkiem monomerów i fotoinicjatora. W tej metodzie selektywnie utwardza się powierzchnię zawiesiny warstwa po warstwie przy pomocy światła UV. Niestety, cząstki proszku ceramicznego rozpraszają oraz pochłaniają promieniowanie UV, co znacząco obniża głębokość sieciowania, czyli maksymalną głębokość, na jaką wnika promieniowanie, dostarczając energii niezbędnej do zainicjowania reakcji polimeryzacji. W związku z tym proszek ceramiczny powinien charakteryzować się zbliżoną wartością współczynnika załamania światła do zastosowanej żywicy. Ponadto w przypadku materiałów ceramicznych, ważnym etapem procesu ich otrzymywania, poza formowaniem, jest również spiekanie. Odpowiedni dobór poszczególnych parametrów prowadzenia procesu spiekania, takich jak temperatura spiekania i czas przetrzymania czy szybkość ogrzewania i chłodzenia, jest kluczowy, aby wydrukowane wyroby nie uległy pękaniu i były dobrze zagęszczone. W niniejszym artykule przedstawiono najważniejsze problemy związane z otrzymywaniem ceramiki metodą druku DLP oraz przykładowe ich rozwiązania.

EN

The dynamic development of additive manufacturing techniques, observed in recent years, is related to the need for the production of complex and precise elements without the use of casting moulds. Adjusting the product to individual needs forces the development of new 3D printing techniques, as well as adapting them to the production of elements from various types of materials, including ceramics. The article presents a historical outline of 3D printing methods and their division according to the ISO/ASTM 52900 standard, as well as it describes individual groups of methods and exemplary techniques included in them. There are many factors to consider when choosing an appropriate moulding technique, such as the type of material used, product dimensions, and desired resolution. Printing ceramic materials is still a big challenge for researchers because the processes used for polymers cannot be directly transferred into ceramics, for example because of the high melting points of ceramic materials. In addition, in case of 3D printing methods that use photocuring processes (e.g. in the DLP (digital light processing) technique, it is necessary to prepare a suspension of ceramic powder with the addition of monomers and a photoinitiator. In this method, the surface of the slurry is selectively cured layer by layer with UV light. Unfortunately, the ceramic powder particles scatter and absorb UV radiation which significantly reduces the cure depth, i.e. the maximum depth to which the radiation penetrates, providing enough energy to initiate the polymerization reaction. Therefore, the ceramic powder should have a refractive index similar to the used resin. In addition, in the case of ceramic materials, sintering is also an important step. Appropriate selection of individual parameters of the sintering process, such as sintering temperature and dwell time, or the rate of heating and cooling, is crucial to obtain well densified and undefected printed parts. This article presents the most important problems related to obtaining ceramics by DLP printing and exemplary solutions.

12

Civil-military cooperation in the field of additive manufacturing technologies in military logistics

Dymyt Małgorzata, Wincewicz-Bosy Marta

Systemy Logistyczne Wojsk

|

2023

|

Vol. 59, no. 2

5--20

EN

Technological progress opens up opportunities for the development of many areas, including military activities. The key question becomes: how is it possible to directly incorporate modern (innovative, disruptive) technologies from the civilian system into the military sphere? The thesis statement is the assumption that the created and used the latest technologies cannot be uncritically and directly incorporated into military systems, and therefore require appropriate adaptation, taking into account the specific determinants of the functioning of the armed forces. Due to the identified research niche in the area of civil-military cooperation in the field of additive manufacturing technology (AMT), it was assumed that the main goal of the research would be to identify the challenges and directions of development of military logistics and presenting the essence and role of AMT, and to define the key factors of civil-military cooperation in the field of implementing AMT in the military logistics system. To solve the research problem, a qualitative research approach was used. Analysis allows to create a proposal of a conceptual model of cooperation between military and civilian systems in the field of implementation and development of AMT in the field of military logistics. The key conclusion from the research is that the use of AMT in the military system requires the creation of a systemic solution both at the international and individual country levels, taking into account the needs, requirements and capabilities of all stakeholders (international organizations, military, business).

PL

Postęp technologiczny otwiera możliwości rozwoju wielu dziedzin, w tym działań militarnych. Kluczowym pytaniem staje się: jak można bezpośrednio przenieść nowoczesne (innowacyjne, przełomowe) technologie z systemu cywilnego do sfery wojskowej? Główną tezą artykułu jest założenie, że tworzone i stosowane najnowsze technologie nie mogą być bezkrytycznie i bezpośrednio włączane do systemów wojskowych, a zatem wymagają odpowiedniej adaptacji, uwzględniającej specyficzne determinanty funkcjonowania sił zbrojnych. Ze względu na zidentyfikowaną niszę badawczą w obszarze współpracy cywilno-wojskowej w zakresie technologii wytwarzania przyrostowego (AMT) założono, że głównym celem badań będzie identyfikacja wyzwań i kierunków rozwoju logistyki wojskowej i przedstawienie istoty i roli AMT oraz określenie kluczowych czynników współpracy cywilno-wojskowej w zakresie wdrożenia AMT w wojskowym systemie logistycznym. W celu rozwiązania problemu badawczego zastosowano jakościowe podejście badawcze. Analiza pozwoliła na opracowanie propozycji koncepcyjnego modelu współpracy systemów wojskowych i cywilnych w zakresie wdrażania i rozwoju AMT w obszarze logistyki wojskowej. Kluczowym wnioskiem z badań jest stwierdzenie, że zastosowanie AMT w systemie wojskowym wymaga stworzenia rozwiązania systemowego zarówno na poziomie międzynarodowym, jak i poszczególnych krajów, uwzględniającego potrzeby, wymagania i możliwości wszystkich interesariuszy (organizacji międzynarodowych, wojskowych, biznesu).

13

Additive manufacturing in military using

Stankiewicz Grzegorz, Kowalski Kazimierz, Kocur Robert

Systemy Logistyczne Wojsk

|

2023

|

Vol. 58, no. 1

129--148

EN

The paper presents the current potential of Additive Manufacturing (AM) in the production of devices, replaceable parts, construction infrastructure, medical materials, etc. As part of the presentation of the potential of AM, the currently available technologies and materials used in the implementation of 3D printing were discussed, with particular emphasis on printing technology in metal. The authors reviewed and analyzed the development trends in the use of additive manufacturing in technologically leading armies. The analysis of the available information shows that AM in military applications is mainly used in the production of spare parts for „aged” military equipment and for military equipment operated in conditions far away from the sources of supply with „original” technical material means. Available information indicates a dynamic development of the use of 3D printing both in industrial and military applications. The aim of the article is to identify the level of development and application of AM technology in the military domain. The research problem was defined as follows: does the current level and scale of the use of AM technology both in industry and in the military domain justify the implementation of this technology to the logistic support of the Polish armed forces. The paper presents a review of selected literature from the last 10 years. Based on this analysis, AM technology is presented in two areas: industrial and military. The article is an attempt to review the current state of knowledge about additive technologies. It also presents research perspectives that should be undertaken within the disciplines: construction and operation of machines and production engineering, especially due to the perspective of implementing this technology in the Polish Armed Forces. The paper concludes with the thesis that the introduction of AM technology to the logistic support of the Polish Armed Forces will increase its effectiveness, efficiency and resilience of the logistics supply chain, especially in the field of technical combat service support.

PL

W referacie przedstawiono aktualny potencjał wytwarzania przyrostowego (Additive Manufacturing - AM) w produkcji urządzeń, części wymiennych, infrastruktury budowlanej, materiałów medycznych, itp. W ramach prezentacji potencjału AM omówiono aktualnie dostępne technologie i materiały wykorzystywane w realizacji druku 3D, ze szczególnym uwzględnieniem technologii druku w metalu. Autorzy dokonali przeglądu i analizy tendencji rozwojowych wykorzystania wytwarzania przyrostowego w wiodących technologicznie armiach. Z analizy dostępnych informacji wynika, że AM w zastosowaniach wojskowych wykorzystywane jest głównie w produkcji części wymiennych dla „wiekowego” sprzętu wojskowego oraz dla sprzętu wojskowego eksploatowanego w warunkach dużego oddalenia od źródeł zaopatrywania w „oryginalne” techniczne środki materiałowe. Dostępne informacje wskazują na dynamiczny rozwój wykorzystania druku 3D w zastosowaniach przemysłowych i wojskowych. Celem artykułu jest identyfikacja poziomu rozwoju i zastosowań technologii AM w środowisku wojskowym. Podjęty problem badawczy został sprecyzowany następująco: czy aktualny poziom i skala wykorzystania technologii AM zarówno w przemyśle jak i w wojsku, uzasadnia wprowadzenie tej technologii do zabezpieczenia logistycznego sił zbrojnych RP. W pracy przedstawiono przegląd wybranej literatury z ostatnich 10 lat. Na podstawie tej analizy technologię AM przedstawiono w dwóch obszarach: przemysłowym i wojskowym. Materiał stanowi próbę dokonania przeglądu aktualnego stanu wiedzy na temat technologii addytywnych. Przedstawia on ponadto perspektywy badawcze, które należałoby podjąć w ramach dyscyplin: budowa i eksploatacja maszyn oraz inżynieria produkcji, szczególnie ze względu na perspektywę implementowania tej technologii w SZ RP. W artykule zawarto tezę, iż wprowadzenie technologii AM do zabezpieczenia logistycznego Sił Zbrojnych RP spowoduje wzrost jej efektywności, wydajności i odporności łańcucha dostaw, zwłaszcza w zakresie zabezpieczenia technicznego.

14

Wodorowe ogniwa paliwowe wykonane z wykorzystaniem technologii przyrostowych (druku 3D)

Węcel Daniel, Remiorz Leszek, Benedyk Marcin

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 3

23--30

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z wodorowymi ogniwami paliwowymi. Skupiono się przede wszystkim na budowie ogniw paliwowych z membraną wymiany protonów. Wskazano zadania jakie pełnią poszczególne elementy składowe oraz wymieniono podstawowe właściwości jakimi powinny się charakteryzować. Szczególną uwagę zwrócono na płyty bipolarne. Bazując na możliwościach zastosowania do produkcji płyt technologii przyrostowych, zaproponowano projekt płyty pozwalający zbudować pojedyncze ogniwo paliwowe. Zostało ono zmontowane z wykorzystaniem gotowego zespołu elektrodowo-membranowego MEA oraz wydrukowanych pozostałych elementów. Przeprowadzone testy pracy ogniwa paliwowego pozwoliły wyznaczyć charakterystyki napięciowo-prądowe i sprawności. Uwzględniając możliwości wykonywania elementów z wykorzystaniem technologii przyrostowych zaprojektowano płyty bipolarne z wewnętrznymi kanałami chłodzącymi do zastosowania w stosie ogniw paliwowych.

EN

The article presents issues related to hydrogen fuel cells. It focusses primarily on the construction of fuel cells with a proton exchange membrane. The tasks performed by individual components are indicated and their basic properties are listed. Particular attention was paid to bipolar plates. On the basis of the possibilities of using additive technologies for the production of plates, a plate design was proposed that would allow the construction of a single fuel cell. It was assembled using a ready-made membrane-electrode assembly MEA and printed other elements. The fuel cell operation tests allowed to determine the voltage-current characteristics and efﬁciency. Taking into account the possibilities of making elements using additive technologies, bipolar plates with internal cooling channels were designed for use in the fuel cell stack.

15

Green technologies in smart city multifloor manufacturing clusters: A framework for additive manufacturing management

Deja Agnieszka, Ślączka Wojciech, Dzhuguryan Lyudmyla, Dzhuguryan Tygran, Ulewicz Robert

Production Engineering Archives

|

2023

|

Vol. 29, Iss. 4

428-443

EN

The development of smart sustainable megapolises is associated with the formation of city multifloor manufacturing clusters (CMFMCs) in them directly in the residential area in order to reduce the supply chain from the manufacturer to consumers. Additive technologies (ATs) belong to green technologies because they are considered environmentally sustainable due to less production waste and the ability to reuse of product materials within the circular economy concept. Sustainable development of ATs and additive manufacturing management has become a priority sphere for scientific research, and the use of ATs in the city manufacturing has become any daily reality. Nevertheless, the issues of additive manufacturing management within the CMFMCs have not yet been sufficiently studied. The primary goal of this study was to examine the possibilities of additive manufacturing management in the CMFMCs of the megapolis due to the rational facilities multi-floor layout in production buildings, considering the structure of city manufacturing and business process reengineering related to the needs of the production services market. This paper presents a novel model of facilities multi-floor layout in the production buildings of the CMFMCs, considering the structure of city manufacturing, morphological analysis of the additive manufacturing equipment (AME) used, the balance of material and energy flows under infrastructure capacity limitations of megapolis. The model was verified based on a case study for various options of the floor-by-floor grouping of AME in a building of the CMFMCs. Management solutions for maintaining the flow balance of material, energy and water resources in the CMFMCs are discussed. The results may be useful for additive manufacturing management in an urban environment, taking into account the needs of the production services market in the megapolis.

16

Design and optimization of the construction of a mobile disinfection chamber for small communication devices and small objects

Galík Jan, Varecha Daniel, Drbúl Mário, Madaj Rudolf, Konstantová Viera

Production Engineering Archives

|

2023

|

Vol. 29, Iss. 2

201-215

EN

This manuscript aims to familiarise readers with the development of a device for the construction of a mobile disinfection chamber for small communication devices and small objects. The conceptual design and the material of the new device play essential roles in the design process of a new device. The manuscript presents concepts based primarily on previous experience and different perspectives. The concept design is created in the 3D modelling program CREO Parametric 8.0. A multi-criteria team evaluation determined the most suitable version of the idea. For dimensioning and shape adaptation of the device was used EinScan SP device (3D scanning method). The article's aim was also to establish a suitable way of producing a prototype using tribological research in available production methods and materials within rapid prototyping. Using the ALICONA Infinite Focus G5 device, experimentally investigated the parameters characterising the surface of the parts. The end of the manuscript focused on the mechanical structure and subjecting them to FEM analysis in the program ANSYS Workbench. The design of the concept disinfection device was also for extreme cases of use. Within this issue was optimising shapes, wall thicknesses, reinforcement design and other necessary modifications using the FEM analysis. From the results, the most suitable material to produce a more significant number of parts may not be the most suitable material to create prototype devices. Tools such as 3D scanning, rapid prototyping, and FEM analysis can "significantly" help reduce mistakes before testing the device.

17

Wstępne badania wkładów do tłumików broni strzeleckiej wykonanych w technologiach przyrostowych

Wróblewski Rafał, Żarna Dorian, Magier Mariusz, Bajkowski Marcin, Grygoruk Roman, Żelichowska Maja, Szczurowski Krzysztof, Jasiński Marcin, Tadzik Piotr, Sweklej Paweł, Bogajczyk Mikołaj

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2023

|

R, 52, z. 164

7--17

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań nowoopracowanych wkładów wykonanych w technologiach przyrostowych do tłumika broni strzeleckiej kalibru 5,6 mm, przeznaczonego do karabinka Tippmann M4-22 PRO-S z gwintem 1/2x28 UNEF R/H. Badania przeprowadzono w Laboratorium Balistycznym Zakładu Mechaniki i Technik Uzbrojenia Instytutu Mechaniki i Poligrafii Wydziału Mechanicznego Technologicznego Politechniki Warszawskiej.

EN

The article presents the results of tests of inserts made in additive technology for a small arms silencer of 5.6 mm caliber, intended for the Tippmann M4-22 PRO-S carbine with 1/2x28 UNEF R/H thread. The tests were carried out in the Ballistics Laboratory of the Department of Mechanics and Armament Technology, Institute of Mechanics and Printing, Faculty of Mechanical Engineering, Warsaw University of Technology.

18

Rozwój technik wytwarzania przyrostowego materiałów wybuchowych

Cieślak Piotr, Prasuła Piotr, Czerwińska Magdalena, Wieja Łukasz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2023

|

R, 52, z. 164

111--131

PL

W ostatnich latach nastąpił gwałtowny rozwój technologii druku 3D. Wytwarzanie przyrostowe obejmuje coraz więcej gałęzi przemysłu, od produkcji bardzo małych i wymagających wysokiej dokładności wykonania elementów w inżynierii biomedycznej do wytwarzania modułów rakiet w przemyśle kosmicznym. Rozpatrywane są również możliwości zastosowań technologii addytywnego wytwarzania w przemyśle zbrojeniowym, gdzie rozwijane są techniki druku obejmujące nie tyko wytwarzanie elementów wyposażenia, ale i bezpośredni druk materiałów wybuchowych. W artykule przedstawiono obecny poziom wiedzy na temat druku 3D materiałów wybuchowych. Ponadto, zaprezentowano najczęściej wykorzystywane techniki wytwarzania przyrostowego oraz ich praktyczne zastosowanie przez różne ośrodki badawczo-rozwojowe. Skupiono się również na scharakteryzowaniu materiałów stosowanych obecnie do druku oraz modyfikacji samych technik wytwarzania.

EN

There has been a rapid development of 3D printing technology at the turn of recent years. Additive manufacturing is expanding into more and more industries, from very small and high-precision components production in biomedical engineering to the manufacture of rocket modules in the aerospace industry. The possibilities of using additive manufacturing technology in the defence industry are also being considered, where printing techniques are being developed, including not only the production of equipment elements, but also direct printing of explosives. The article presents the current level of knowledge on 3D printing of explosives. In addition, the most frequently used techniques of additive manufacturing and their practical application by various research and development facilities were presented. It is also focused on the characterization of materials currently used for printing and the modification of the manufacturing techniques.

19

Dynamic Behaviour of Selective Laser Melted 316L Steel : Mechanical Properties and Microstructure Changes

Białobrzewski Paweł, Sienkiewicz Judyta, Janiszewski Jacek, Kluczyński Janusz

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2023

|

Vol. 14, Nr 2 (52)

51--72

EN

316L steel specimens with three different shear zones made by SLM (Selective Laser Melting) were subjected to dynamic tests using the Split Hopkinson Pressure Bar method. The effect of high-speed deformation on changes in microstructure was analyzed. In addition, the stress-strain relationship was determined from the SHPB results. To visualize the deformation process of the specimens during the tests, a camera with a high frame rate was used. It was shown that as the plastic deformation increases, the hardness of the material increases. Microstructural analysis of dynamically loaded areas revealed numerous defects. Twinning was found to be the main deformation mechanism. Large plastic deformation and many other microstructural changes such as shear bands, cracks and martensite nucleation were also observed.

PL

Próbki ze stali 316L z trzema różnymi strefami ścinania wykonane metodą SLM (Selective Laser Melting) poddano testom dynamicznym wykorzystując do tego metodę dzielonego pręta Hopkinsona (Split Hopkinson Pressure Bar). Przeanalizowano wpływ odkształceń o dużej szybkości na zmiany w mikrostrukturze. Ponadto na podstawie wyników badań SHPB wyznaczono zależność naprężenie- odkształcenie. W celu zobrazowania procesu odkształcania próbek podczas badań zastosowano kamerę o dużej częstości klatkowania. Wykazano, że wraz ze wzrostem odkształcenia plastycznego wzrasta twardość materiału. Analiza mikrostrukturalna obszarów obciążonych dynamicznie ujawniła liczne defekty. Stwierdzono, że głównym mechanizmem deformacji jest bliźniakowanie. Zaobserwowano również duże odkształcenia plastyczne i wiele innych zmian mikrostruktury, takich jak pasma ścinania, pęknięcia i zarodkowanie martenzytu.

20

Wpływ prędkości drukowania 3D na dokładność zarysu kół zębatych

Przybył Bartosz, Kabat Mateusz, Mikołajczyk Jarosław Robert

Obróbka Metalu

|

2023

|

nr 4

26--30

PL

Badania opisane w niniejszej pracy dotyczą określenia relacji między prędkością drukowania a wartościami odchyłek otrzymanego w procesie drukowanie 3D zarysu kół zębatych. Na podstawie uzyskanych rezultatów badań można stwierdzić, że prędkość drukowania ma istotny wpływ na dokładność drukowanego elementu.

EN

In this paper there were described investigations concern to determine the relationship between the printing speed and the values of the deviations, obtained in the process of 3D printing of the gear outline. Based on the obtained test results, it can be concluded that the printing speed has a significant impact on the accuracy of the printed element.