Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A comprehensive review of polymer materials and selective laser sintering technology for 3D printing

Jabri F. E., Ouballouch A., Lasri L., Alaiji R. El

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 118, nr 1

5--17

EN

Purpose This review analyses different approaches used to study selective laser sintering (SLS) technology of polymer materials. These main approaches concern: thermal behaviour, fatigue and surface roughness. Design/methodology/approach Regarding the first behaviour, researchers extensively studied the impact of process parameters, including scan speed, laser, power and laser energy density, on the thermal behaviour of 3D printed parts. Numerical and experimental analyses are used to conduct process parameter evaluations. Findings Laser power and scan speed are the most significant parameters of the laser energy density. For the second, according to test protocols and quantitative analysis performed, the authors concluded that the combination of small and large laser energy density particles generates higher sintering and better fatigue resistance. Moreover, tensile analysis in different environments showed that testing in the water decreased the fatigue life of polymer samples. The influence of process parameters on the mechanical properties and surface roughness of 3D parts is also analysed. In addition, the investigators found that the additives increase the surface roughness of 3D printed parts. Practical implications This review shows that researchers can focus on creating a combination of these approaches to expand the use of this process for industrial part production. Originality/value All these investigations have made it possible to determine the optimal process conditions to ensure higher quality, optimal surface quality and better fatigue strength.

2

Wytwarzanie materiałów porowatych z proszku stopu Ti6Al4V w procesie selektywnego topienia laserowego

Gaweł Tomasz G.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2020

|

R. 25, nr 3

24--27

3

Badania struktur komórkowych typu hollow sphere wytwarzanych metodą selektywnego spiekania laserowego

Cieplak Kamil, Majewski Tomasz

Mechanik

|

2019

|

R. 92, nr 7

439--441

PL

Opisano badania struktur hollow sphere, wykorzystanych jako absorbery energii mechanicznej. W pierwszej części artykułu przedstawiono techniki obróbki addytywnej – selektywnego spiekania laserowego – jako optymalnej metody wytwarzania próbek w przypadku badań laboratoryjnych. W kolejnej części zaprezentowano zastosowanie komputerowego wspomagana projektowania do tworzenia parametrycznych trójwymiarowych modeli badanych struktur. Następnie przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych w warunkach quasi-statycznego obciążenia tych materiałów. Na podstawie zebranych danych przeprowadzono analizę jakościową procesu deformacji struktur oraz wyciągnięto wnioski.

EN

The research of hollow sphere structures as absorbers of mechanical energy is described. The first part of the article is devoted to the description of selective laser sintering additive technique as the optimal method of sample production in the case of laboratory tests. The next part presents the use of computer aided design to create parametric three-dimensional models. Next, the results of experimental tests in the conditions of quasi-static load are presented. Based on the collected data, a qualitative analysis of the structure deformation process was performed and final conclusions are presented.

4

Additive manufacturing for health technology applications

Klimaschewski Sven F., Raschke Robert, Vehse Mark

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2019

|

Vol. 3, No 3

215--220

EN

In this study we demonstrate an overview about possibilities in using additive manufacturing for tissue engineering and orthopedic prosthesis. We show the possibilities to produce scaffolds by using a low cost commercial stereolithography system under the use of biocompatible hydrogels like Poly(ethylene glycol) diacrylate. We also demonstrate that it is possible to use a low cost selective laser sintering system to produce individual prostheses to support the healing process in many orthopedic issues.

5

Role of materials design in maintenance engineering in the context of industry 4.0 idea

Dobrzański L. A.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2019

|

Vol. 96, nr 1

12--49

EN

Purpose: The paper presents the issues of designing the maintenance of materials and products in accordance with the idea of Industry 4.0. The author's views on the need for augmentation of the Industry 4.0 model were also presented, as well as the author's original concept that hybrid activities in predictive maintenance and condition-based maintenance should be preceded by designing material, maintenance & manufacturing 3MD at the stage of the product's material designing and technological designing. The 3MD approach significantly reduces the frequency of assumed actions, procedures and resources necessary to remain the condition of this product for the longest possible time, enabling it to perform the designed working functions. Examples of own advanced research on several selected, newly developed materials, used in very different areas of application, confirmed the validity of the scientific hypothesis and the relationship between the studied phenomena and structural effects and the working functions of products and their maintenance and indicated that material design is one of the most important elements guaranteeing progress production at the stage of Industry 4.0 of the industrial revolution. Design/methodology/approach: The author's considerations are based on an extensive literature study and the results of the author's previous study and empirical work. Each of the examples given required the use of a full set of research methods available to modern material engineering, including HRTEM high-resolution transmission electron microscopy. Findings: The most interesting intellectual achievements contained in the paper include presentations of the author's original concepts regarding the augmentation of the Industry 4.0 model, which has been distributed so far, which not only requires augmentation but is actually only one of the 4 elements of the technology platform of the extended holistic model of current industrial development, concerning cyber-IT production aided system. The author also presents his own concept for designing material, maintenance and manufacturing 3MD already at the stage of material and technological design of the product, eliminating many problems related to product maintenance, even before they are manufactured and put into exploitation. Detailed results of detailed structural researches of several selected avant-garde engineering materials and discussion of structural changes that accompanying their manufacturing and/or processing are also included. Originality/value: The originality of the paper is associated with the novelty of the approach to analysing maintenance problems of materials and products, taking into account the requirements of the contemporary stage of Industry 4.0 development. The value of the paper is mainly associated with the presentation of original issues referred to as findings, including the concept of augmentation of the Industry 4.0 model and the introduction and experimental confirmation of the idea by designing material, maintenance and manufacturing 3MD.

6

The new generation of the biologicalengineering materials for applications in medical and dental implant-scaffolds

Dobrzański L. A., Dobrzańska-Danikiewicz A. D., Czuba Z. P., Dobrzański L. B., Achtelik-Franczak A., Malara P., Szindler M., Kroll L.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2018

|

Vol. 91, nr 2

56--85

EN

Purpose: The publication aims to find the relationship between the proliferation of surface layers of living cells and the deposition of thin atomic layers deposition ALD coatings on the pores internal surfaces of porous skeletons of medical and dental implant-scaffolds manufactured with the selective laser deposition SLS additive technology using titanium and Ti6Al4V alloy. Design/methodology/approach: The extensive review of the literature presents the state-of-the-art in the field of regenerative medicine and tissue engineering. General ageing of societies, increasing the incidence of oncological diseases and some transport and sports accidents, and also the spread of tooth decay and tooth cavities in many regions of the world has taken place nowadays. Those reasons involve resection of many tissues and organs and the need to replace cavities, among others bones and teeth through implantation, more and more often hybridized with tissue engineering methods. Findings: The results of investigations of the structure and properties of skeleton microporous materials produced from titanium and Ti6Al4V alloy powders by the method of selective laser sintering have been presented. Particularly valuable are the original and previously unpublished results of structural research using high-resolution transmission electron microscope HRTEM. Particular attention has been paid to the issues of surface engineering, in particular, the application of flat TiO2 and Al2O3 coatings applied inside micropores using the atomic layers deposition ALD method and hydroxyapatite applied the dip-coating sol-gel method, including advanced HRTEM research. The most important part of the work concerns the research of nesting and proliferation of live cells of osteoblasts the hFOB 1.19 (Human ATCC - CRL - 11372) culture line on the surface of micropores with surfaces covered with the mentioned layers. Research limitations/implications: The investigations reported in the paper fully confirmed the idea of the hybrid technology of producing microporous implants and implant-scaffolds to achieve original Authors’ biological-engineering materials. The surface engineering issues, including both flat-layered nonorganic coatings and interactions of those coverings with flat layers of living cells, play a crucial role. Originality/value: Materials commonly used in implantology and the most commonly used materials processing technologies in those applications have been described. Against that background, the original Authors' concept of implant-scaffolds and the application of microporous skeleton materials for this purpose have been presented.

7

Metallic skeletons as reinforcement of new composite materials applied in orthopaedics and dentistry

Dobrzański L. A., Dobrzańska-Danikiewicz A. D., Czuba Z. P., Dobrzański L. B., Achtelik-Franczak A., Malara P., Szindler M., Kroll L.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2018

|

Vol. 92, nr 2

53--85

EN

Purpose: The article concerns the development of completely new groups of composite materials that can be used to produce functional replacements for damaged bones or teeth. Design/methodology/approach: A selective laser sintering was used to produce the reinforcement of those materials from titanium and its Ti6Al4V alloy in the form of skeletons with pores with adjustable geometric features. The matrix of those materials is either air or crystallised from the liquid AlSi12 or AlSi7Mg0.3 alloys condition after prior vacuum infiltration or human osteoblast cells from the hFOB 1.19 (Human ATCC - CRL - 11372) culture line. Findings: The porous material may be used for the non-biodegradable scaffold. After implantation into the body in the form of an implant-scaffold one, it allows the natural cells of the patient to grow into the pores of the implant, and it fuses with the bone or the appropriate tissue over time. The essential part of the implant-scaffold is the porous part inseparably connected with the core of solid materials. Into pores can grow living cells. Research limitations/implications: Biological-engineering composite materials in which natural cells were cultured in the pores in the laboratory next are combined as an artificial material with the natural cells of the patient in his/her body. Practical implications: The hybrid technologies of the all group of those materials were obtained and optimised. Numerous structure research was carried out using the most modern research methods of contemporary materials engineering, and mechanical tests and biological research involving the cultivation of natural cells were realised. Originality/value: The results of the research indicate the accuracy of the idea of implementing a new group of biological-engineering materials and the wide possibilities of their application in regenerative medicine.

8

Koła zębate wykonane drukarką 3D

Świat Obrabiarek i Narzędzi

|

2017

|

R. 12, nr 11-12

24

9

Materiały polimerowe wykorzystywane w metodzie selektywnego spiekania laserowego : praca przeglądowa

Chylińska M., Trojanowski K.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2017

|

T. 23, Nr 1 (175)

7--16

PL

W artykule pokazano fundamentalne informacje na temat jednej z głównych technik wytwarzania przyrostowego, czyli metody selektywnego spiekania laserowego (SLS). Opisano rodzaje czynników i ich wpływ na jakość uzyskiwanych tą metodą modeli. Przedstawiono wymagania stawiane materiałom polimerowym wykorzystywanym w technice SLS oraz dokonano przeglądu literatury z ostatnich lat, dotyczącej nowych materiałów dedykowanych metodzie SLS.

EN

In the article, the fundamental information about one of the main techniques for incremental methods of production, that is, selective laser sintering (SLS) was described. Pointed out the types of factors and their influence on the quality of obtained by this method models. The requirements for polymer materials used in SLS technology were introduced and discussed. A review of the literature in recent years, concerning new, dedicated SLS method materials was presented.

10

Analysis of selected properties of an article made from metal powder using laser additive manufacturing

Mazurkiewicz A., Nędzi B.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2017

|

no. 2

79--86

EN

The article points out the need for knowledge about the relationships of many technological features for items produced by selective laser melting of metal powders. The importance of the orientation of the produced element relative to the work table of the machine both in terms of the effect on the mechanical properties and surface quality of the product is shown. Inaccuracies in shape and representation of the real dimensions of the internal and external outlines are presented. The anisotropy of the structure and the resulting differentiation is shown. Attention is paid to different conditions in the incremental production in the area of one layer where the consolidation of the metal powder takes place in one impact of the laser beam, and the connection with the next layers is carried out by thermal effect from the preceding layer, in a much lower temperature. The ability to remove the anisotropy of the structure by homogenizing annealing is shown. Knowledge of the characteristics of the articles produced with incremental technologies is extremely important when selecting production parameters, especially in case of designing responsible machine parts subjected to higher loads.

PL

W artykule wskazano na potrzebę wiedzy o zależnościach wielu cech technologicznych dla elementów wytwarzanych na drodze selektywnego stapiania laserowego z proszków metali. Określono znaczenie zorientowania wytwarzanego elementu względem stołu roboczego maszyny, zarówno w aspekcie wpływu na właściwości mechaniczne wyrobu oraz jakość powierzchni wykonanego kształtu. Wskazano na niedokładności kształtu oraz odwzorowanie wymiarów rzeczywistych wykonanych zarysów wewnętrznych i zewnętrznych. Wykazano anizotropię struktury i wynikające z tego zróżnicowanie. Zwrócono uwagę na różne warunki wytwarzania przyrostowego w obszarze jednej warstwy, gdzie konsolidacja metalicznego proszku przebiega w trakcie jednego oddziaływania wiązki laserowej. Natomiast połączenie ze sobą kolejnych warstw odbywa się poprzez wpływ cieplny powstającej warstwy na poprzednią, w znacznie niższej temperaturze. Wykazano możliwość usunięcia anizotropii struktury przez wyżarzanie ujednorodniające. Wiedza o właściwościach wyrobów wytwarzanych w technologii przyrostowej jest niezwykle istotna przy doborze parametrów wytwarzania, szczególnie w przypadku projektowania odpowiedzialnych części maszyn poddanych większym obciążeniom.

11

Morphology and surface topography of Ti6Al4V lattice structure fabricated by selective laser sintering

Maszybrocka J., Stwora A., Gapiński B., Skrabalak G., Karolus M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2017

|

Vol. 65, nr 1

85--92

EN

Construction of metallic implants with a porous structure that mimics the biomechanical properties of bone is one of the challenges of orthopedic regenerative medicine. The selective laser sintering technique (SLS) allows the production of complex geometries based on three-dimensional model, which offers the prospect of preparing porous metal implants, in which stiffness and porosity can be precisely adjusted to the individual needs of the patient. This requires an interdisciplinary approach to design, manufacturing and testing of porous structures manufactured by selective sintering. An important link in this process is the ability to assess the surface topography of the struts of porous structure. The paper presents a qualitative assessment of the surface morphology based on SEM studies and methodology that allows for quantitative assessment of stereometric structure based on micro-tomographic measurements.

12

Badanie anizotropii in situ w procesie selektywnego spiekania laserem proszków tworzyw PA12-CF

Zimniak P.

Postępy w Inżynierii Mechanicznej

|

2016

|

nr 7(4)

33--45

PL

W pracy omówiono podstawy laserowego, selektywnego spiekania proszkowego tworzywa polimerowego jako jednej z wiodących technologii przyrostowego wytwarzania modeli użytkowych i prototypów. Wadą techniki SLS jest zjawisko anizotropii, wynikające z mechanizmu nakładania kolejnych warstw za pomocą narzędzia rozprowadzającego tworzywo proszkowego, kompozytu na bazie poliamidu 12 z dodatkiem włókien węglowych PA12-CF, tj. klingi lub walca, co istotnie wpływa na właściwości mechaniczne uzyskanych wyrobów. W dalszej części pracy opisano unikatowe stanowisko badawcze do nakładania tworzywa proszkowego oraz zaproponowano odpowiednią metodę analizy obrazu, pomocną w zakresie wyznaczenia ukierunkowania włókien tworzywa proszkowego PA12-CF w ujęciu ilościowym i jakościowym.

EN

The grounds of selective laser sintering (SLS) method, as one of the leading methods of rapid prototyping have been discussed in this paper. The greatest disadvantage of SLS method is anisotropy caused by mechanism of laying sequential layers using distributing tool for PA12-CF powder, i.e. a blade or a roller what may considerably influence the mechanical properties of the obtained products. Consequently this paper also describes the unique test stand for laying powdered polymer and presents the convenient method of image analysis which may help in checking behavior of reinforcing fibers in separate layers of PA12-CF polymer in the product regarding qualitative as well as quantitative aspects.

13

Wpływ parametrów technologicznych procesu selektywnego topienia laserowego na wybrane właściwości elementów wykonanych z proszków stopu AlSi10Mg

Stwora A., Skrabalak G.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 3

206--208

PL

Zaprezentowano optymalizację procesu selektywnego topienia laserowego z uwzględnieniem gęstości elementu oraz czasu jego wytwarzania. Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i gęstości elementów wykonanych ze stopu AlSi10Mg – potwierdziły one, że zwiększenie odległości pomiędzy kolejnymi przejściami wiązki lasera pozwala na znaczące skrócenie czasu wytwarzania elementów, a jednocześnie na nieznaczne zwiększenie porowatości materiału, przy czym powstałe pory mają charakter stochastyczny.

EN

Described is the work on optimization of the parameters of Selective Laser Melting process with reference to manufacturing cycle and density of the produced components. Consequently, there are presented results of the examination of microstructures and density of the samples produced from the AlSi10Mg alloy powder. Achieved results confirmed that wider spacing of the laser scanning lines if applied for considerably shorter manufacturing cycles, will only insignificantly increase porosity of the machined components with the pores stochastically distributed.

14

The structure and properties of aluminium alloys matrix composite materials with reinforcement made of titanium skeletons

Dobrzański L. A., Dobrzańska-Danikiewicz A., Achtelik-Franczak A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2016

|

Vol. 80, nr 1

16--30

EN

Purpose: The aim of the article is to present the technology of the manufacturing of composite materials with aluminum alloys matrix with reinforcement made of titanium skeletons. This paper presents the structure and properties of these composite materials. Design/methodology/approach: Titanium skeletons manufactured by SLS technology for certain mechanical properties and geometrical features, subjected to infiltration of cast aluminium alloys: AlSi12, AlSi7Mg0.3 thereby obtain a composite materials AlSi12/Ti and AlSi7Mg0.3/Ti. Findings: The results of examinations of mechanical properties of aluminium alloys: AlSi12, AlSi7Mg0.3, titanium skeletons and composite materials AlSi12/Ti, AlSi7Mg0.3/Ti, show that the reinforcement of aluminium alloys AlSi12, AlSi7Mg0.3 with porous titanium skeletons has a beneficial effect on the mechanical properties of the composite materials AlSi12/Ti, AlSi7Mg0.3/Ti. Practical implications: The principal aim of modern composite materials with a reinforcement in the form of a porous metallic skeleton they are employed, among others, in the automotive, aviation, machine and space industry as well as in medicine. Originality/value: The use of SLS technology in combination with infiltration technology creates prospects production of composite materials having improved properties and a wide range of applicability.

15

Defekty powstające w strukturze połączenia uzupełnień protetycznych spieków z porcelaną licowaną

Czakon K., Wita K., Sobel A., Hajduga M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2016

|

z. 11

21--26

PL

Połączenie podbudowy protetycznej z warstwą porcelany ma znaczący wpływ na jakość uzupełnienia dentystycznego. Rozwój selektywnej laserowej mikro metalurgii proszków, przyczynił się do rozpoczęcia badań tej technologii w dziedzinie techniki dentystycznej. W artykule przedstawiono ocenę wpływu kondycjonowania piaskiem Al2O3 o gradacji: 50μm, 110μm, 250μm, powierzchni spieków przygotowanych laserowo, na klasę połączenia z fazą licującą. Wnioski zostały formułowane na podstawie wyników z przeprowadzonych pomiarów chropowatości i falistości powierzchni spieków laserowych.

EN

The foundation prosthetic connection with a layer of porcelain has a significant impact on the quality of the dental supplement. The development of selective laser micro powders metalurgy, has contributed to the start of the examination of this technology in the field of dental technology. The article presents an impact assessment conditioning sand Al2O3 grit : 50μm, 110 μm, 250 μm, laser- sintered surface prepared, class connection with the phase of the veneering. Proposals were formulated based on the results of the measurements of roughness and waviness floor space laser sintered.

16

Ocena luzów technologicznych w modelowym łożysku ślizgowym wykonanym metodą SLS

Kundera C., Kozior T.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 2CD

345--354

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów luzów technologicznych modelowego łożyska ślizgowego wykonanego technologią przyrostową (RP). Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu parametrów procesu technologicznego selektywnego spiekania laserowego, głównie kierunku nakładania warstw, na pole tolerancji wybranych pasowań normalnych układu wałek-tuleja. Próbki wykonane zostały z proszku poliamidowego PA 2200. Proces „wydruku” próbek przebiegał w płaszczyźnie prostopadłej i równoległej do ich osi. Badania obejmowały pomiar średnicy i wyznaczenie odchyłek walcowości, okrągłości i prostoliniowości. Na podstawie wyników badań określono wpływ parametrów procesu SLS na dokładność elementów mechanizmów typu wałek-tuleja.

EN

The paper presents the results of measurements of technological clearance simple mechanism consisting of a roller and sleeve (sliding bearing type). The aim of the study is to assess the impact of process parameters selective laser sintering, mainly direction the layering sintering on the tolerance of selected normal fit in system roller-sleeve. Samples were made from polyamide powder PA 2200, printing process proceeded in plane perpendicular and parallel to their axis. The study included measurement of diameter, cylindricity, roundness and straightness deviations. Base on the research result, the influence of these parameters of the SLS process on accuracy of the elements of mechanisms type roller-sleeve were determined.

17

Identyfikacja parametrów procesu selektywnego stapiania laserowego stopu CoCr na podstawie wybranych parametrów topografii powierzchni po frezowaniu

Grzesiak D., Grochała D.

Mechanik

|

2015

|

R. 88, nr 8-9CD2

701--714

PL

Artykuł prezentuje przebieg i wyniki badań nad określeniem zależności pomiędzy parametrami procesu selektywnego stapiania laserowego SLM (selective laser melting) stopu CoCr a wybranymi parametrami topografii powierzchni po frezowaniu. Stop CoCr jest materiałem szeroko wykorzystywanym w medycynie, a zwłaszcza w dentystyce i protetyce. Jest powszechnie stosowany w technologiach przyrostowych, takich jak selektywne stapianie laserowe, i pozwala na wytwarzanie elementów o niemal dowolnie złożonej geometrii. Powstałe w ten sposób np. implanty można w bardzo wysokim stopniu spersonalizować. Ważnym aspektem jest również brak konieczności stosowania dodatkowego oprzyrządowania technologicznego, które znacznie podwyższa koszt produkcji jednostkowej, jaką jest wytwarzanie spersonalizowanych implantów medycznych. Jedną z największych wad technologii SLM jest wysoka chropowatość surowej powierzchni oraz niedostateczna dokładność wymiarowo-kształtowa. Pomimo że nad poprawą tych parametrów prowadzone są obecnie intensywne badania, a ich efekty są coraz lepsze, to zazwyczaj w celu uzyskania w pełni funkcjonalnych implantów zachodzi konieczność wykorzystania obróbki skrawaniem. Wcześniejsze badania pokazały, że w zależności od parametrów procesu SLM przedmioty wytworzone ze stopu CoCr mogą mieć zróżnicowane właściwości mechaniczne. Różnice te są widoczne zwłaszcza podczas obróbki skrawaniem. Prezentowane w artykule wyniki badań mają dać odpowiedź na pytanie, w jaki sposób dobór parametrów procesu SLM może wpływać na topografię powierzchni otrzymaną po procesie frezowania.

EN

The article presents the course and results of a study intended to determine the correlation between the parameters of the process of selective laser melting (SLM) of the CoCr alloy and assorted parameters of topography of a surface after milling. The CoCr alloy is a material widely used in medicine, particularly in dentistry and prosthetics. It is universally used in incremental technologies, such as selective laser melting, and allows manufacturing of elements with almost any complex geometries. Products made in such a manner, e.g. implants, enable a very large degree of customization. Another important aspect is the lack of necessity to use additional technological accessories significantly increasing the cost of unit production which is manufacturing of customized medical implants. One of the greatest disadvantages of the SLM technology is high roughness of the raw surface and insufficient dimensional and form accuracy. Although intense research is currently conducted in order to improve these parameters, and the effects there-of are increasingly better, there is usually a necessity to apply machining in order to obtain fully functional implants. The previous research has demonstrated that depending on the parameters of the SLM process, objects made of the CoCr alloy may have diverse mechanical properties. These differences are particularly visible during machining. The research results, as presented in the article, are to answer the question how the selection of parameters of the SLM process may impact the surface topography obtained after the process of milling.

18

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

Makuch A., Skalski K.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 3

56--65

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).

19

The influence of post-process operations on the mechanical properties of titanium alloy Ti-6Al-7Nb, produced by selective laser melting

Karoluk M., Chlebus E.

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2015

|

Vol. 3, no. 1

16--19

EN

Even though selective laser melting (SLM) has been available for more than a decade, during few last years the interest in this technology has grown extremely. SLM technology allows to fabricate fully functional and complex metal objects, layer by layer, via selective melting of material using laser beam. However, producing object by melting thin layers of material causes conditions of fast heat removal. This phenomenon leads to equilibrium microstructures, accompanied by the residual stresses which cause the decrease of mechanical properties. The following paper presents the result of research in the field of the influence of the post-process operations, such as machining and heat treatment, on the mechanical properties of alloy Ti-6Al-7Nb build by SLM.

20

Application of Artificial Neural Networks in Modeling of Manufactured Front Metallization Contact Resistance for Silicon Solar Cells

Musztyfaga-Staszuk M., Honysz R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1673--1678

EN

This paper presents the application of artificial neural networks for prediction contact resistance of front metallization for silicon solar cells. The influence of the obtained front electrode features on electrical properties of solar cells was estimated. The front electrode of photovoltaic cells was deposited using screen printing (SP) method and next to manufactured by two methods: convectional (1. co-fired in an infrared belt furnace) and unconventional (2. Selective Laser Sintering). Resistance of front electrodes solar cells was investigated using Transmission Line Model (TLM). Artificial neural networks were obtained with the use of Statistica Neural Network by Statsoft. Created artificial neural networks makes possible the easy modelling of contact resistance of manufactured front metallization and allows the better selection of production parameters. The following technological recommendations for the screen printing connected with co-firing and selective laser sintering technology such as optimal paste composition, morphology of the silicon substrate, co-firing temperature and the power and scanning speed of the laser beam to manufacture the front electrode of silicon solar cells were experimentally selected in order to obtain uniformly melted structure well adhered to substrate, of a small front electrode substrate joint resistance value. The prediction possibility of contact resistance of manufactured front metallization is valuable for manufacturers and constructors. It allows preserving the customers’ quality requirements and bringing also measurable financial advantages.

PL

Artykuł przedstawia zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do predykcji rezystancji przedniej metalizacji w krzemowych ogniwach słonecznych. Oceniono wpływ tak wytworzonej elektrody przedniej na własności elektryczne ogniw fotowoltaicznych. Przednią elektrodę ogniw fotowoltaicznych naniesiono metodą sitodruku SP (ang. Screen Printing) i następnie wytwarzano dwoma metodami: konwencjonalną (1. wypalanie w piecu taśmowym) i niekonwencjonalną (2. selektywne spiekanie laserowe). Do wyznaczenia rezystancji elektrod przednich zastosowano metodę linii transmisyjnych TLM (ang. Transmission Line Model). Sztuczne sieci neuronowe zostały opracowane z wykorzystaniem pakietu Statistica Neural Network firmy Statsoft. Opracowane sztuczne sieci neuronowe umożliwią modelowanie rezystancji wytworzonej przedniej metalizacji i ułatwią lepszy dobór parametrów produkcji. Następujące zalecenia technologiczne sitodruku połączonego z wypalaniem w piecu i selektywnym spiekaniem laserowym takie jak optymalny skład pasty, morfologię podłoża krzemowego, temperaturę wypalania oraz moc i prędkość skanowania wiązki laserowej, do wytworzenia przedniej elektrody krzemowych ogniw słonecznych dobrano eksperymentalnie celem uzyskania celem uzyskania jednolicie stopionej struktury dobrze przylegającej do podłoża, małej wartości rezystancji połączenia elektrody przedniej z podłożem. Możliwość estymacji rezystancji przedniej metalizacji jest wartościowa dla producentów i konstruktorów. Pozwala ona na dotrzymanie wymagań klienta i przynosi wymierne zyski.