The publication covers the research process of analysing the torsional strength of standard circular samples additively manufactured from ABS copolymer dedicated to additive processing systems of thermoplastics with a closed and open working chamber. Test samples were produced using the thermoplastic modelling technique in an industrial system with a closed working chamber and a publicly available machine with an open working space. The samples were made in three variants of model infill - i.e. 30, 60 and 90% - in order to determine the impact of model infill in the additive process on torsional strength. Three sets of samples were made - four pieces for each variant (according to the indicated infill parameters) - with the same manufacturing process parameters for both techniques, which were subjected to final processing; the so-called (postprocessing). The results of the torsional strength analysis obtained in the research process can be used to define the potential application area of the material in question - thermoplastic ABS and its processing techniques for the production of parts subject to complex loads, such as machine shafts, clutches or gear hubs and other elements/parts of machines commonly used, for example in household appliances, power tools and low-power drives.
PL
Publikacja dotyczy badawczego procesu analizy wytrzymałości na skręcanie standardowych próbek o przekroju kołowym wytworzonych przyrostowo z kopolimeru ABS przeznaczonego do systemów addytywnego przetwarzania tworzyw termoplastycznych z zamkniętą i otwartą komorą roboczą. Proces wytwarzania próbek badawczych zrealizowano techniką modelowania tworzywem termoplastycznym w przemysłowym systemie z zamkniętą komorą roboczą oraz z wykorzystaniem ogólnodostępnej maszyny z otwartą przestrzenią roboczą. Próbki wykonano w trzech wariantach wypełnienia modelu, tj. 30, 60 i 90% - w celu wyznaczenia wpływu wypełnienia modelu w procesie przyrostowym na wytrzymałość na skręcanie. Wykonano po trzy zestawy próbek - cztery sztuki dla danego wariantu (wg wskazanych parametrów wypełnienia) przy tożsamych dla obu technik parametrach procesu wytwarzania, które poddano obróbce finalnej - tzw. postprocessingowi (przetwarzanie końcowe). Wyznaczone w procesie badań wyniki analizy wytrzymałości na skręcanie mogą być wykorzystane do zdefiniowania potencjalnego obszaru aplikacji przedmiotowego materiału - termoplastycznego tworzywa ABS i techniki jego przetwarzania do produkcji części poddawanych obciążeniom złożonym, tj. m.in. wałów maszynowych, sprzęgieł czy piast kół zębatych i wielu innych elementów/ części maszyn używanych powszechnie np. w urządzeniach AGD, elektronarzędziach, napędach małej mocy.
The aim of this study was to identify and study the phenomenon of phase percolation in bainite structures. SEM microscopic tests were carried out on bainitized iron alloy samples, in the FEM tests austenitic SS316 steel was used as the filled phase. Physical models, which were produced in the form of cubes and tensile samples, were made in FDM technology on the Original Prusa Mini+ printer from ASA filament (modified ABS copolymer). The static tensile test was performed on a LabTest 5.20 SP1 testing machine at a tensile speed of 10mm/min. Complex states of stress in the analyzed systems were identified, which prove the complexity of the phenomenon in multiphase materials. The obtained results were correlated, which allowed to indicate that the phenomenon of percolation indeed affects the mechanical properties of multiphase materials and incremental techniques can be used to analyze the level of this impact.
PL
Celem pracy było rozpoznanie i zbadanie zjawiska perkolacji fazowej w strukturach bainitu. Badania mikroskopowe SEM przeprowadzono na bainityzowanych próbkach stopu żelaza, w badaniach MES jako fazę wypełnioną zastosowano stal austenityczną SS316. Modele fizyczne, które wykonano w postaci kostek i próbek rozciągliwych, wykonano w technologii FDM na drukarce Original Prusa Mini+ z filamentu ASA (modyfikowany kopolimer ABS). Statyczną próbę rozciągania przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej LabTest 5.20 SP1 przy prędkości rozciągania 10 mm/min. Zidentyfikowano złożone stany naprężeń w analizowanych układach, które świadczą o złożoności zjawiska w materiałach wielofazowych. Uzyskane wyniki skorelowano, co pozwoliło wskazać, że zjawisko perkolacji rzeczywiście wpływa na właściwości mechaniczne materiałów wielofazowych, a techniki przyrostowe mogą być wykorzystane do analizy poziomu tego oddziaływania.
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.
Purpose This paper is intended to investigate numerically and experimentally the influence of raster angle on the structural performance of an optimised printed structure. Design/methodology/approach The topology optimisation (TO) problem for compliance minimisation using Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP) method has been solved with a Messerschmitt-Bolkow-Blohm (MBB) beam under three-point bending, then the resulting optimal design was additively manufactured using Fused Filament Fabrication (FFF) with varying raster angle. The mechanical behaviour of these geometries was investigated and compared. A numerical approach has been developed through a script in Python based on the G-code file and integrated into an ABAQUS to create a virtual sample identical to the physical specimen. The numerical results were coupled with an experimental investigation. Findings The investigation presented in this work showed that the choice of raster significantly affects on the mechanical performance of the printed optimised structures. Indeed, the optimised structure printed with a 90° raster angle has the highest performance in contrast to 45° and 0°, while the optimised structure printed at a 45° raster angle has an average performance. The experimental test validated the numerical data with an error of approximately 1.09%. Our numerical results are in good conformity with the experimental outcomes. Research limitations/implications In this research, we studied the impact of three raster angles (90°, 45° and 0°) on the mechanical behaviour of a FFF optimised part. The subsequent study will focus on the other print parameters, including the other raster angles. Practical implications The analysis presented in this paper can be used for manufacturing a FFF optimised structure. Originality/value This paper evaluates the effect of raster angle in printed optimised structures using a novel numerical approach. The presented results will establish a reference that many researchers can gear to develop the fabrication of TO structures by incorporating printing parameters.
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.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Industrial design is an interdisciplinary activity leading to the development of new products that can be successfully launched on the market. Generally, the term industrial design is understood as the design process leading to the determination of various features of the industrial form. For many years, design was practiced using standard techniques such as sketch, presentation drawing, technical drawing, and mockups. However, the development of additive manufacturing techniques meant that an indispensable element in the industrial design is 3D printing, which allows to quickly create a prototype, a model of the designed detail. In this paper, on the example of engineering studies in the field of industrial design, the use of 3D printing in the process of design will be shown.
PL
Wzornictwo przemysłowe to interdyscyplinarna działalność prowadząca do opracowania nowych produktów, które z powodzeniem można wprowadzić na rynek. Na ogół pod pojęciem wzornictwa przemysłowego rozumie się proces projektowania prowadzący do określenia różnych cech formy przemysłowej. Przez wiele lat projektowanie wzornicze uprawiane było z wykorzystaniem standardowych technik typu szkic, rysunek prezentacyjny, rysunek techniczny i makieta. Jednakże rozwój addytywnych technik wytwarzania sprawił, że nieodzownym elementem w projektowaniu stał się druk 3D, który pozwala szybko stworzyć prototyp, makietę, projektowany detal. W niniejszej pracy, na przykładzie inżynierskich studiów z zakresu wzornictwa przemysłowego, pokazano wykorzystanie druku 3D w procesie projektowania wzorniczego.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule odniesiono się do nowych wyzwań jakie niesie ze sobą trwająca czwarta rewolucja przemysłowa. Pokazane zostały wydzielone obszary technologiczne tworzące Przemysł 4.0. Syntetycznie opisano obszar technologii – druk 3D stanowiący jeden z dynamicznie rozwijających się filarów Przemysłu 4.0. Na wybranych przykładach omówiono wdrożone i zastosowane w zrealizowanych projektach OBRUM sp. z o.o. podzespoły wykonane techniką druku 3D. W podsumowaniu podkreślono wagę problematyki i koniecznych przemian w polskich zakładach przemysłowych i systemie kształcenia.
EN
This article discusses some new challenges posed by the ongoing fourth industrial revolution. The technological areas that make up Industry 4.0 are shown. One of these areas of technology, 3D printing, which is one of the dynamically developing pillars of Industry 4.0, is synthetically described. Examples are given and described of components made in 3D printing technology in the course of OBRUM’s completed projects. The importance of the issues and necessary changes in the Polish industry and education system is accentuated in the summary.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań wybranych fizycznych cech elementów wykonanych z polilaktydu (PLA) techniką przyrostową FDM/FFF. Próbki tych elementów wykonano przy różnych parametrach druku (prędkość podawania materiału, grubość warstwy materiału, sposób chłodzenia platformy, temperatura topnienia materiału w głowicy) i badano ich jakość powierzchni oraz geometrię.
EN
Cubic polylactide samples were made using incremental technique at varying material feed speed, layer thickness, platform cooling method and material melting temp. in the head, and then tested for surface quality and geometry achieved. The method for cooling the printing platform and the material feeding speed affected mostly the phys. properties of the printed element.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The most up-to-date trends in development of length and angle metrology were presented. This development falls within a concept of Industry 4.0 and is understood as Metrology 4.0. Basic elements of these concepts and their connections were shown during years in relation to consecutive industrial revolutions. Specific issues regarding additive technologies were described with a view to functional filtration. Achievements of coordinate measuring technique in macro scale were also presented including optical scanning and computed tomography. In conclusions standardization works regarding the mentioned topics were described.
PL
Zaprezentowano najnowsze kierunki rozwoju metrologii długości i kąta. Rozwój ten wpisuje się w strategię przemysłu 4.0 i jest określany jako metrologia 4.0. Przedstawiono zasadnicze elementy tych koncepcji i ich powiązanie na tle kolejnych rewolucji przemysłowych. Omówiono specyfikę pomiarów w technikach przyrostowych z uwzględnieniem filtracji funkcjonalnej, a także osiągnięcia współrzędnościowej techniki pomiarowej w skali makro, włącznie ze skanowaniem optycznym i tomografią komputerową. W podsumowaniu zestawiono prace normalizacyjne prowadzone w omawianym zakresie.
The advantage of incremental techniques is the reduction of material losses as opposed to loss techniques, i.e. machining. The element of flexible insert of the flexible coupling was made with the use of the incremental technique using the FDM method made of ABS plastic and the exploitation tests of the performed insert were performed in the device simulating the operation of the thruster on the ship. The use of materials obtained from the recycling of plastic waste is of great importance for printing.
PL
Zaletą technik przyrostowych jest zmniejszenie strat materiałowych w odróżnieniu do technik ubytkowych tj. obróbki skrawaniem. Techniką przyrostową wykonano element wkładki elastycznej sprzęgła podatnego za pomocą metody FDM z tworzywa ABS i przeprowadzono badania eksploatacyjne wykonanej wkładki w urządzeniu symulującym działanie steru strumieniowego na statku. Duże znaczenie ma wykorzystanie do druku materiałów uzyskanych z recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Problematyka wielowarstwowego napawania łukowego metodami MIG/MAG w celu tworzenia obiektów 3D jest głównym obszarem badawczym spawalniczego koła naukowego „Joint”, zrzeszającego studentów Politechniki Warszawskiej zgromadzonych wokół Zakładu Inżynierii Spajania. Na obecnym etapie uzyskano dużą powtarzalność przy zrobotyzowanym tworzeniu obiektów walcowych uzyskiwanych z różnych stali. W artykule przedstawiono najnowsze osiągnięcia oraz określono perspektywy dalszych rozwoju.
EN
The issues of multilayer arc welding with MIG/MAG methods to create 3D objects is the main research area of the "Joint" welding scientific club, which associates students of the Warsaw University of Technology gathered around the Welding Engineering Department. At the current stage, high repeatability was obtained with robotic creation of cylindrical objects obtained from various steels. The article presents the latest achievements and defined prospects for further development.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Opisano nauczanie technologii przemysłowych realizowane na Wydziale Wzornictwa Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie. Pokazano zastosowanie technik przyrostowych do wytwarzania prototypów różnych produktów, w tym modeli odlewniczych i rdzennic do przygotowywania form piaskowych.
EN
The teaching of industrial technologies at the Faculty of Design, Academy of Fine Arts in Warsaw, Poland was described. The using of additive manufacturing for the prototyping of various products, including foundry models and core boxes for the preparation of sand molds, was shown.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł zawiera przegląd najnowszych technologii druku 3D obiektów z metalu. Technologie te sklasyfikowano ze względu na sposób podawania oraz łączenia materiału. Wskazano wady i zalety poszczególnych rozwiązań podawania materiału metalowego. Przedstawiono skrótowy opis technologii druku 3D z użyciem materiału metalowego oraz zestawiono producentów oferujących urządzenia do danej technologii.
EN
The article presents the newest technologies of the 3D printing of metal objects. The technologies were classified on account of the way of laying and joining material. The research results are indicated the advantages and the disadvantages of the various methods of joining metal material. There is presented a brief description of the technology of the 3D printing which using a metal material, and lists of manufacturers who offering the device in the technology.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Opisano laboratorium wydruków 3D uruchomione na Wydziale Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej. Przedstawiono jego założenia funkcjonalne i techniczne oraz obecne i przyszłe wykorzystanie w procesie kształcenia studentów. Omówiono także kilka podobnych rozwiązań integracji drukarek 3D budowanych i testowanych na świecie.
EN
Described in the article is a 3D print lab, as launched at the Warsaw University of Technology, at the Faculty of Automotive and Machinery Engineering. Presented are its functional and technical requirements and the current and future use for students’ education. Also, several similar arrangements of the worldwide installed and tested 3D printers are described.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Previously used reconditioning of worn machinery parts based on welding methods, primarily arc surfacing and thermal spraying, enabled the restoring of nominal shapes and dimensions as well as other parameters and functional properties of elements. Intensively developing 3D print additive methods enable the creation of models and functional prototypes, including machinery elements. The article presents original works aimed at the implementation of MIG/MAG robotic arc surfacing (in its low-energy CMT variant) in the design and fabrication of 3D metal models.
PL
Dotychczas praktykowana odbudowa zużytych części maszyn metodami spawalniczymi, głównie przez napawanie łukowe i natryskiwanie cieplne, pozwalała na przywrócenie im nominalnych kształtów i wymiarów a także pozostałych parametrów oraz właściwości użytkowych. Intensywnie rozwijające się metody przyrostowe druku 3D pozwalają na budowę modeli i funkcjonalnych prototypów, w tym także części maszyn. W artykule przedstawiono autorskie prace zmierzające do zastosowania zrobotyzowanego napawnia łukowego MIG/MAG, w odmianie niskoenergetycznej CMT, do budowy metalowych modeli 3D.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W ostatnich latach opracowano i wdrożono nowe metody wytwarzania przekładni zębatych (m.in. obrabiarki! CNC wyposażone w narzędzia z węglików spiekanych, sterowane komputerowo wycinarki wodne i laserowe oraz drukarki 3D). Dokonano zmian w materiałach konstrukcyjnych, wprowadzając na znacznie większą niż dotychczas skalę proszki spiekane, tworzywa sztuczne i nowe, lepsze jakościowo gatunki stali. Rozszerzono zakres zastosowań przekładni spiroidalnych oraz przekładni o nietypowych kształtach.
Artykuł zawiera syntetyczny opis metod kształtowania przyrostowego, które mogą być użyte, bądź używane są w przemyśle maszynowym. Przedstawiono właściwości mechaniczne wytwarzanych elementów, a także wady i zalety różnych technik generatywnych. Ponadto wykazano dziedziny przemysłu, w jakich znajdują one zastosowanie, a także tendencje rozwojowe każdej z opisanych technologii. Artykuł ma na celu przegląd technik przyrostowych (Additive Technologies) znajdujących zastosowanie w przemyśle maszynowym. Praca zawiera opis perspektywicznych technik przyrostowych w aspekcie użycia ich do produkcji pojedynczych elementów (Rapid Tooling) oraz produkcji seryjnej (Rapid Manufacturing). Najszerzej opisano technikę selektywnego stapiania proszków SLM.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono badania nad elementami wytwarzanymi technikami przyrostowymi metodą FDM, w której modele belek budowano z tworzywa sztucznego ABS. Analizowano wpływ kierunku ułożenia włókien wypełnienia wnętrza belek oraz orientacji warstw na ich sztywność. Ponadto sprawdzono wpływ wymiarów geometrii STL na ilość włókien wypełnienia próbki oraz na występowanie szczelin wzdłuż boku modelu.
EN
This paper presents studies of the models, which were manufactured by additive method FDM (Fused Deposition Modeling). The models of beams were constructed by ABS plastic. We have analyzed the impact of the orientation of layers and the direction of the filling's fibers within the layers of the beams on their stiffness. Moreover, we have examined the effect sizes of geometry STL on the number of fibers in the filling and the presence of gaps in the interior of the model.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki przeprowadzonej oceny dokładności geometrycznej elementu wytworzonego za pomocą technologii laserowego formowania z proszków LENS (Laser Engineered Net Shaping). Analizie poddano łopatkę wirnika turbiny gazowej silnika SO-3, którą skanowano za pomocą skanera optycznego smartScan 3D duo firmy Breuckmann. Otrzymaną chmurę punktów obrobiono wstępnie za pomocą oprogramowania OPTOCAT 2009 i zapisano w postaci pliku STL. W celu uzupełnienia nieciągłości powierzchni łopatki skorzystano dodatkowo z programu Magics. Za pomocą programu PartPrep Slicing, łopatkę podzielono na warstwy i zapisano do pliku o rozszerzeniu .sli. Tak przygotowany model zaimportowano do oprogramowania wykonawczego systemu LENS MR-7. Dobrano parametry technologiczne i wytworzono łopatkę z proszku na osnowie fazy międzymetalicznej Fe28Al. Ocenę dokładności geometrycznej wytworzonej łopatki dokonano za pomocą pomiarów stykowych przeprowadzonych na współrzędnościowej maszynie pomiarowej typu Scope Check 3D CNC firmy Werth Messtechnik GmbH.
EN
In recent paper, results of the geometrical accuracy assessment of the element manufactured via laser engineered net shaping, employing powder technology, are presented. SO-3 engine gas turbine rotor blade was subjected to the analyses. The element was scanned with the use of smartScan 3D duo provided by Breuckmann. Obtained point cloud was initially processed with OPTOCAT 2009 software and saved as the STL file. To fill the discontinuities of the blades surface Magics software was applied. PartPrep Slicing software was applied to divide the rotor into parts and save it as the .sli file. As prepared model was imported to the executive software of LENS MR-7 system. Selected technological parameters allowed to manufacture the blade made of Fe28Al intermetallic alloy powder. The geometrical accuracy of the manufactured rotor blade was examined with the contact measurements performed with the use of coordinate measurement machine, Scope Check 3D CNC provided by Werth Messtechnik GmbH.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Laserowe techniki przyrostowe to obecnie dynamicznie rozwijające się innowacyjne metody kształtowania w pełni funkcjonalnych elementów. W celu stworzenia Laboratorium Projektowania Materiałów i Szybkiego Wytwarzania zespół KZMiT WAT zakupił dwustanowiskowy system LENS. W pracy zaprezentowano osiągnięcia zespołu KZMiT w zakresie wytwarzania modelowych elementów zróżnicowanych materiałowo (Fe3Al, Ti6Al4V, H13), strukturalnie (jednorodne objętościowo, gradientowe typu 316/Fe3Al) i geometrycznie (proste i złożone kształty) za pomocą techniki przyrostowej LENS.
EN
Laser assisted additive manufacturing methods are now dynamically developed innovative fabrication methods of fully functional components. In order to create Laboratory of Materials Design and Rapid Manufacturing (LAPROMAW), a scientific team of Department of Advanced Materials and Technologies (KZMiT WAT) bought a two stand Laser Engineering Net Shaping (LENS) system. In this work, our recent achievements in the field of production of model components made of different materials, have been shown. The LENS manufactured components are characterized by a various structural and geometric (simple or complex shapes) features.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.