W ostatnich latach recykling tworzyw sztucznych stał się wyzwaniem związanym z ochroną środowiska. Materiały polimerowe są powszechnie wykorzystywane, co generuje problem trwałych odpadów po ich wycofaniu z użytku. Możliwość ponownego wykorzystania tych materiałów umożliwia skuteczną utylizację odpadów. Rynek druku 3D dynamicznie rośnie, a filamenty do druku mogą być wytwarzane z recyklingu. Niniejszy artykuł przegląda literaturę dotyczącą produkcji filamentów z polimerów pochodzących z recyklingu jako alternatywy dla obecnego podejścia do centralnej selektywnej zbiórki tworzyw sztucznych. Przedstawiono eksperymentalne stanowisko do recyklingu materiału termoplastycznego PET i jego właściwości mechaniczne. Dodatkowo przeanalizowano dostępne na rynku urządzenia do produkcji filamentów z odpadów tworzyw sztucznych.
EN
In recent years, the recycling of plastics has become a key environmental challenge. Polymeric materials are widely used, which generates the problem of persistent waste after their end-of-life. The possibility of reusing these materials enables efficient waste disposal. The 3D printing market is growing rapidly and printing filaments can be produced from recycled materials. This paper reviews the literature on the production of filaments from recycled polymers as an alternative to the current approach to central selective collection of plastics. An experimental rig for recycling thermoplastic PET material and its mechanical properties are presented. In addition, commercially available equipment for the production of filaments from waste plastics is analysed.
The paper presents the results of contact strength and tribological property tests of spare parts made of a popular resin using a 3D DLP printing technology. Two printer models by the same manufacturer were used in the study. The post-processing technique, which shapes the final functional properties, was diversified. Surface performance properties were compared, i.e. Shore hardness, indentation hardness, Martens hardness, elastic modulus, and parameters related to surface creep and relaxation. Tribological durability in rotary motion and tribological wear in reciprocating linear motion were also evaluated using micro- and nanotribometers. This was followed by surface analyses of the friction track of the analysed materials using microscopic methods: a scanning electron microscope, a WLI interferometric microscope, and an optical microscope. The results were statistically processed and the relationship between the parameters determined in the indentation test was determined.
In recent years, there has been a marked increase in the use of rapid prototyping techniques that support industrial processes. The analysis of studies on strength tests of parts manufactured using additive techniques from model materials and hybrid composites usually includes tests of material and strength parameters based on uniaxial tension, bending, and compression tests. For elements manufactured from polymeric materials using traditional methods (e.g. injection moulding), data obtained from these tests are sufficient to determine the strength of the material and to apply the results in the product design process. In the case of the layered extrusion method, due to the model construction process, strength data based on standard samples do not have a direct transposition on the strength of machine parts operating under various load ranges, especially torsional loads. The publication presents the results of tests on the torsional strength of cylindrical samples with splines produced by layered extrusion, vacuum casting technology, and hybrid technology, which combines both technologies. The test samples were made using a Prusa i3 MK3 3D printer and the plasticised plastic modelling (fused filament fabrication, FFF) method, while PolyJet technology was used to create a reference model. The findings indicate that hybrid technology, in which a thin-walled mould is filled with a chemically hardened polymer, achieves the desired strength for the manufactured parts while maintaining dimensional accuracy and shape. The research results show that producing rotating elements using the hybrid technology reduces the sample core’s ability to undergo plastic deformation due to the adhesion between the materials and the occurrence of notches resulting from the model production process using the layered extrusion method.
PL
Ostatnie lata przyniosły wyraźny wzrost zastosowania technik szybkiego prototypowania wspomagających procesy przemysłowe. Analiza opracowań dotyczących badań wytrzymałości części wytwarzanych technikami przyrostowymi z materiałów modelowych oraz kompozytów hybrydowych uwzględnia przeważnie badania parametrów materiałowych i wytrzymałościowych w oparciu o próbę jednoosiowego rozciągania, zginania i ściskania. Dla elementów wytwarzanych z materiałów polimerowych tradycyjnymi metodami dane uzyskane na podstawie tych badań są wystarczające do określenia wytrzymałości materiału i aplikacji otrzymanych wyników w procesie projektowania produktu. W przypadku metody ekstruzji warstwowej dane wytrzymałościowe w oparciu o próbki normatywne nie mają bezpośredniego przełożenia na wytrzymałość części maszyn pracujących w różnym zakresie obciążeń, szczególnie obciążeń skręcających. W publikacji przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na skręcanie walcowych próbek z wielowypustami wytworzonych metodą ekstruzji warstwowej, technologią odlewania pod obniżonym ciśnieniem oraz technologią hybrydową łączącą metodę ekstruzji warstwowej z odlewaniem niskociśnieniowym. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że zastosowanie hybrydowej technologii prowadzi do uzyskania założonej wytrzymałości wytwarzanych części, przy zachowaniu dokładności wymiarowo- kształtowej. Rezultaty badań wykazują, że wytwarzanie elementów obrotowych technologią hybrydową zmniejsza zdolność do odkształcenia plastycznego rdzenia próbek, ze względu na adhezję pomiędzy materiałami oraz występowanie karbu wynikające z realizacji procesu budowy modelu metodą ekstruzji warstwowej.
A hybrid technology for manufacturing parts from polymer materials (ABS, PLA) was developed, combining the layered extrusion method and casting under reduced pressure. The silicone mold (used in the pressure casting method) was replaced with a thin-walled shell (with the geometry of the manufactured element) made by the layered extrusion method. Then, in the vacuum casting process, this shell was filled with a chemically cured polyurethane resin. Tensile and flexural properties of the developed models were tested. The possibility of reducing the anisotropy of additively manufactured parts mechanical properties was confirmed.
PL
Opracowano hybrydową technologię wytwarzania części z materiałów polimerowych (ABS, PLA), łączącą metodę wytłaczania warstwowego i odlewania pod obniżonym ciśnieniem. Formę silikonową (stosowaną w metodzie odlewania ciśnieniowego) zastąpiono cienkościenną formą (o geometrii wytwarzanego elementu) wykonaną metodą wytłaczania warstwowego. Następnie w procesie odlewania próżniowego forma ta została wypełniona żywicą poliuretanową utwardzaną chemicznie. Zbadano właściwości mechaniczne przy rozciąganiu i zginaniu opracowanych modeli. Potwierdzono możliwość zmniejszenia anizotropii właściwości mechanicznych części wytwarzanych metodą przyrostową.
The article presents the use of IT systems and cooperative robots in the 3D printing process based on the layered extrusion of polymer materials, enabling the construction of autonomous production cells that meet the assumptions of cyber-physical production systems. This solution allows for an innovative approach to planning the production of products from polymer materials in terms of pre-and post-process operations using remote monitoring, and optionally allows the use of artificial intelligence to control the production process. An important feature of the proposed solution is its modularity and scalability, which is important when manufacturing products using the 3D printing method from thermoplastic polymer materials.
PL
W artykule przedstawiono zastosowanie systemów informatycznych i robotów kooperacyjnych w procesie druku 3D opartym na wielowarstwowym wytłaczaniu materiałów polimerowych, umożliwiających budowę autonomicznych ogniw produkcyjnych spełniających założenia cyberfizycz¬nych systemów produkcyjnych. Rozwiązanie to pozwala na innowacyjne podejście do planowania produkcji wyrobów z materiałów polimerowych pod kątem operacji przed- i poprocesowych z wyko¬rzystaniem zdalnego monitoringu, a opcjonalnie umożliwia wykorzystanie sztucznej inteligencji do sterowania procesem produkcyjnym. Ważną cechą proponowanego rozwiązania jest jego modułowość i skalowalność, co ma znaczenie przy wytwarzaniu wyrobów metodą druku 3D z termoplastycznych materiałów polimerowych.
The article presents the results of analyzing the surface roughness of samples manufactured using the PolyJet additive technology. Three types of photopolyacrylic resins were used in the production process of the test samples. The samples were measured using stylus and optical measurement methods. The presented research extends information on the surface roughness of resins used in the PolyJet 3D printing process. It is a starting point for further improvement of measurement procedures for polymer materials.
PL
Zbadano chropowatość powierzchni kształtek wykonanych z trzech rodzajów żywic foto poliakrylowych metodą przyrostową PolyJet. Stosowano stykową i optyczną metodę pomiarową. Przedstawione badania poszerzają wiedzę w zakresie chropowatości powierzchni żywic stosowanych w procesie druku metodą PolyJet oraz stanowią punkt wyjścia do dalszych badań dotyczących usprawniania procedur pomiarowych w odniesieniu do próbek wykonanych z materiałów polimerowych.
Wyroby z tworzyw sztucznych produkowane są na skalę przemysłową już od ponad 100 lat. Ze względu na dużą różnorodność polimerów i ich właściwości wyroby z tworzyw sztucznych można spotkać w każdej dziedzinie życia. Stosunkowo niewielka gęstość większości tworzyw sztucznych sprawia, że wyroby z nich wykonane są bardzo lekkie. Polimery są odporne na działanie różnych czynników powodujących degradację wielu innych materiałów. Tworzywom z łatwością można nadać pożądany kształt, a stosując różne dodatki, można modyfikować ich właściwości. Tworzywa sztuczne można łatwo łączyć z innymi materiałami konstrukcyjnymi. Te właściwości powodują, że tworzywa sztuczne to niezwykle wszechstronne materiały, dzięki czemu możliwości ich zastosowania są praktycznie nieograniczone. Wyjątkowa wszechstronność tworzyw sztucznych sprawia, że stosuje się je w produkcji opakowań, budownictwie i konstrukcjach, transporcie, przemyśle elektrycznym i elektronicznym, rolnictwie, medycynie czy sporcie. Nie oznacza to jednak, że są niezniszczalne. Zdarza się, że różne substancje oddziałują agresywnie na polimery, powodując zmianę ich właściwości. Zmiana parametrów, fizycznych i mechanicznych, może wpłynąć bardzo niekorzystnie na możliwość stosowania polimerów w środowisku narażonym na te właśnie czynniki, prowadząc do uszkodzenia maszyn i urządzeń, jak również niekorzystnie oddziałując na środowisko naturalne i człowieka. Kompatybilność materiałowa jest bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na trwałość, bezpieczeństwo i niezawodność stosowanych urządzeń mechanicznych. Wprowadzenie na rynek nowo opracowanych środków smarowych do nowych zastosowań lub takich środków, w których zmieniono bazy olejowe lub pakiety dodatków uszlachetniających, wymaga sprawdzenia ich współoddziaływania z materiałami konstrukcyjnymi urządzeń, w których będą one stosowane. W artykule przedstawiono wyniki badania współoddziaływania olejów wykorzystywanych jako komponenty środków smarowych oraz pozyskanych z rynku środków smarowych stosowanych do smarowania rozjazdów kolejowych z tworzywami polimerowymi, tj. poliuretanem i polipropylenem.
EN
Plastic products have been produced on an industrial scale for more than 100 years. Due to the wide variety of polymers and their properties, plastic products can be found in every walk of life. The relatively low density of most plastics makes products made from them very lightweight. Polymers are resistant to a variety of factors that cause degradation of many other materials. Plastics can easily be shaped into the desired shape, and by using various additives their properties can be modified. Plastics can be easily combined with other construction materials. These properties make plastics extremely versatile materials, so the possibilities for their use are virtually unlimited. The exceptional versatility of plastics means that they are used in packaging, building and construction, transportation, electrical and electronic industry, agriculture, medicine or sports. However, this does not mean that they are indestructible. Various substances interact aggressively with polymers, causing a change in their properties. The change in parameters, physical and mechanical, can adversely affect the possibility of their use in an environment exposed to these very factors, leading to damage to machinery and equipment, as well as detrimental effects on the natural and human environment. Material compatibility is a very important factor affecting the durability, safety and reliability of mechanical equipment in use. The introduction of newly developed lubricants to the market for new applications or those in which oil bases or additive packages have been changed requires checking their interaction with the structural materials of the equipment in which they will be used. This article presents the results of a study of the interaction of oils used as lubricant components and lubricants obtained from the market used for lubricating railroad turnouts with polymeric materials, i.e. polyurethane and polypropylene.
Przedstawiono przegląd literatury na temat systemów dostarczania leków, charakterystyki poszczególnych flawonoidów i sposobów dostarczania ich do organizmu.
EN
A review of the literature on drug delivery systems, the characteristics of individual flavonoids as well as the ways of delivering them into the body.
Modern industries, including those in construction, increasingly uses various types of polymer materials, which should be characterized by good mechanical properties. In this work, the effect of strain rate (10, 20, and 50 mm/min) on the tensile and properties of three polymers (high-density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), and polyvinylchloride (PVC)) was studied. A twin-screw extruder was used for the preparation of samples. In order to study the influence of strain rate, tensile strength was used. Mechanical property results show that the tensile properties, tensile strength, and elastic modulus increased with the increase in the strain rate, while elongation at the break point decreased.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wpływ składu materiałów polimerowych stosowanych w konstrukcjach kablowych jako izolacja oraz powłoka zewnętrzna w odniesieniu do warunków zmęczeniowych, takich jak wielokrotne skręcanie pod zadanym kątem, liczba cykli pracy, prędkość przeginania oraz zadane odciążenie.
EN
Phys.-mech. properties (breaking strength, breaking elongation, hardness, viscosity and abrasion) of cable sheaths obtained from vulcanized mixts. based on synthetic elastomers (EPDM and CPE) of different compn. were detd. They were compared with the results obtained after fatigue tests of cables covered with the materials using a device of a proprietary design simulating the operating conditions of a wind turbine. The increase in the rubber content in the mixt. by approx. 13% showed a positive effect on the strength parameters of the outer protective cable sheath.
The influence of polylactide (PLA), polycarbonate (PC), polyacrylic photo resins and polyamide 11 (PA11) on the surface roughness of anatomical models structures of the mandible made with additive techniques was investigated. Measurements of the model surfaces geometric structure were carried out using a 3D contact profilometer. Selected roughness parameters and three-dimensional visualization of the tested models surface roughness are presented.
PL
Zbadano wpływ polilaktydu (PLA), poliwęglanu (PC), żywic foto poliakrylowych i poliamidu 11 (PA11) na chropowatość powierzchni modeli struktur anatomicznych żuchwy wykonanych technikami przyrostowymi. Pomiary struktury geometrycznej powierzchni modeli przeprowadzono przy użyciu profilometru stykowego. Przedstawiono wybrane parametry chropowatości oraz trójwymiarowe wizualizacje chropowatości powierzchni badanych modeli.
Purpose: The paper discusses selected aspects of the use of polymeric materials in the construction of ring springs. Design/methodology/approach: Special attention is paid to differences in characteristics of such materials in comparison to springs made of traditional material - steel. Findings: The result of the work is a static-dynamic model of polymer ring springs. An analysis of the influence of friction on the performance characteristics was carried out. The results of the preliminary experimental studies confirm the correctness of the model. Practical implications: Analytical models have been developed, as tools to support the design processes of ring spring structures, in the field of innovative material solutions. They are a tool for the selection of geometric and material characteristics of springs, meeting the set operational expectations. Originality/value: Extensive possibilities in the selection among a group of structural polymer materials allow the formation of structural solutions with a variety of characteristics, both elastic and impact or damping. The area of application ranges from mechanical engineering to construction or transportation. The characteristics complement the possible field of solutions in cases of use of traditional metallic materials, especially high-grade steels. Material solutions make it possible to achieve significant economic effects in addition to unavailable performance characteristics, both static and dynamic. These are due to competitive prices for polymer materials, including composites, and manufacturing costs. They open up a wide field for utility innovations.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zaprezentowano wyniki badań użytkowych właściwości powierzchni trzech wybranych popularnych tworzyw stosowanych w technologii druku 3D DLP LCD. Zbadano twardość indentacyjną, moduł sprężystości powierzchni, odporność na zarysowanie i zużycie w warunkach tarcia ślizgowego suchego. Wykazano istotne różnice we właściwościach użytkowych badanych materiałów.
EN
Three com. resins used in printing technol. were studied for the indentation hardness, surface elasticity modulus as well as scratch and wear resistance under conditions of dry sliding friction. Significant differences in the functional properties of the tested materials were demonstrated.
The geometric accuracy of gears obtained by injection molding before and after finishing by shaving process has been compared. Significant assumptions in the application of this method to the finishing of polymer gears are presented. There is a clear influence of the applied technology on the dimensional stability improvement of the tested gears rim made of composite PA66 matrix containing 35 wt % glass fibers. The tested gears made of the composite materials used in some drive systems can successfully replace this type of machine elements made of metals.
PL
W pracy porównano dokładność geometryczną kół zębatych otrzymanych metodą wtryskiwania przed i po obróbce wykańczającej metodą wiórkowania. Przedstawiono istotne założenia dotyczące zastosowania tej metody do obróbki wykańczającej polimerowych kół zębatych. Zaobserwowano wyraźny wpływ zastosowanej obróbki na poprawę stabilności wymiarowej wieńca badanych kół zębatych z kompozytu na osnowie PA66 zawierającego 35% mas. włókna szklanego. Koła zębate z badanych materiałów kompozytowych mogą z powodzeniem być zamiennikami tego typu elementów wykonanych z metali.
In this work, on the example of a spline connection, the effect of 3D printing on the structure of machine elements made of polymeric materials after a torsion test was investigated. A clear influence of the type of polymer and the printing direction in the applied incremental technology [FFF (Fused Filament Fabrication) also known as FDM (Fused Deposition Modeling)] on the structure of the obtained elements was observed.
PL
W pracy, na przykładzie połączenia wielowypustowego, zbadano wpływ druku 3D na strukturę elementów maszyn wykonanych z materiałów polimerowych po próbie skręcania. Zaobserwowano wyraźny wpływ rodzaju polimeru i kierunku druku w stosowanych technologiach przyrostowych (FFF/FDM) na strukturę otrzymanych elementów.
The article presents the possibility of polymeric materials incremental processing, using the network structure of INDUSTRY 4.0. The selected network control systems for 3D printers processing polymer materials were analyzed in terms of software and hardware identification used in industrial conditions, science and education. Both solutions requiring continuous data exchange between the controlling computer and the 3D printer and systems dedicated to control with the use of a computer network were taken into account. The possibilities of adapting 3D printers to work in the remote control mode and control of the incremental process are presented. The possibilities of developing processes related to 3D printing based on remote control using network systems were also determined.
PL
Artykuł przedstawia możliwości przyrostowego przetwarzania materiałów polimerowych z zastosowaniem sieciowej struktury INDUSTRY 4.0. Analizie poddano wybrane systemy sterowania sieciowego dla drukarek 3D pod względem identyfikacji softwarowej i hardwarowej stosowane w warunkach przemysłowych, nauce i edukacji. Wzięto pod uwagę zarówno rozwiązania w których występuje konieczność ciągłej wymiany danych pomiędzy komputerem sterującym a drukarką 3D oraz systemy, które są dedykowane do sterowania z zastosowaniem sieci komputerowej. Przedstawiono możliwości adaptacji drukarek 3D do pracy w trybie zdalnego sterowania i kontroli procesu przyrostowego. Określono również możliwości rozwoju procesów związanych z drukiem 3D w oparciu o zdalne sterowanie wykorzystujące systemy sieciowe.
W artykule omówiono bieżące regulacje prawne dotyczące poziomów emisji związków z grupy lotnych związków organicznych (LZO), a także sposoby ograniczania ich poziomów w instalacjach przemysłowych. Przedstawiono również metody analityczne stosowane najczęściej w celu analizy ilościowej i jakościowej związków z grupy LZO emitowanych z różnego rodzaju materiałów polimerowych. Dodatkowo omówiono nowe źródła związków z grupy LZO generowane w procesie druku 3D czy procesach recyklingu materiałów polimerowych. Dalszy rozwój procedur analitycznych służących do charakterystyki związków z grupy LZO oraz włączenie ich do kontroli jakości umożliwią podjęcie konkretnych działań w celu efektywnej minimalizacji emisji.
EN
The article discusses the current legal regulations regarding the levels of volatile organic compounds (VOCs) emissions as well as methods of their reduction in industrial installations. The analytical methods that have so far been most often used for the quantitative and qualitative analysis of VOCs emitted from various types of polymeric materials are presented. In addition, new sources of VOCs generated in the 3D printing process or the recycling of polymer materials are discussed. The further development of analytical procedures for the characterisation of VOCs and their inclusion in quality control will make it possible to take specific actions to effectively minimise emissions.
The paper contains a description of the geometry of Beveloid gears. It describes the distribution of forces in a Beveloid gear with a straight tooth line and a helical tooth line. The paper presents research on the experimentally determined parameters of transmission operation, including the sound pressure level and the amount of heat emitted during operation. The design and construction of the test stand were presented. The research methodology was described. Operational tests are carried out on household appliances with Beveloid gears: Grinder and Jam mixer. Thanks to an appropriately selected narrowing angle, estimated values of service life extension of the above-mentioned transmissions are given.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono badania polietylenu małej gęstości (PE-LD) modyfikowanego dodatkami antystatycznymi i obniżającymi palność. Próbki do badań przygotowano przez wytłaczanie i prasowanie na gorąco. Zbadano ich właściwości elektryczne, wykonano także analizę termiczną DSC oraz próby palności. Wyniki badań wykazały, że komercyjna antystatyczna domieszka Pebax jest efektywnie działającym dodatkiem. Ładunki elektryczne na powierzchni PE-LD zawierającego Pebax rozpraszają się relatywnie szybko, zwiększając bezpieczeństwo użytkowania PE-LD w kopalniach i innych miejscach o dużym zagrożeniu pożarowym. Testy palności wykazały, że dodatek takich opóźniaczy palenia, jak wodorotlenek glinu lub magnezu wyraźnie opóźniał zapłon PE-LD, a analiza termiczna wykazała synergiczne działanie wodorotlenków, czerwonego fosforu i grafitu ekspandowanego.
EN
Low-d. polyethylene was modified with antistatic additives and flame retardants by extrusion and hot pressing, and tested for elec. and thermal properties. Flammability tests were also carried out. The com. antistatic Pebax admixture was an effective additive. The addn. of Al and Mg hydroxides delayed the ignition of polyethylene. A synergy between hydroxides, red P and expanded graphite was obsd.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.