The mass application of FDM technology is slowed down due to the difficulty of selecting 3D printing parameters in order to manufacture an article with the required characteristics. This paper reports a study into the impact of 3D printing parameters (temperature, print speed, layer height) on mechanical parameters (strength, elasticity module), as well as on the accuracy of printing and roughness of the surface of a specimen based on thermoplastic (PLA plastic). Several batches of specimens were fabricated for this study in accordance with ASTM D638 and ASTM D695, which were tested for tension, geometric accuracy, and roughness. Based on the experimental data, regression analysis was carried out and the functional dependences of the strength, elasticity module, printing precision, roughness of a surface on 3D printing parameters (temperature, speed, thickness of the layer) were constructed. In addition, the derived mathematical model underlying a method of non-linear programming has established such printing parameters that could provide for the required properties of a structure. The analytical dependences reported in the current work demonstrate a high enough determination factor in the examined range of parameters. Using functional dependences during the design phase makes it possible to assess the feasibility of its manufacture with the required properties, reduce the time to work out the process of printing it, and give recommendations on the technological parameters of 3D printing. The recommendations from this study could be used to make PLA-plastic articles for various purposes with the required properties
Polymer composites are widely applied in modern aviation. However, their shortcomings force scientists to look for material enhancing methods. Therefore experimental research of the influence of nanoparticles on the polymer strength and the electromagnetic properties was conducted. The polymer modification was realized by two kinds of nano-sized powders: iron and diamond. The addition of 0.67 % nanodiamonds mass content in polymer increases its strength (about 2 times). This can be explained by electrical interaction of nanoparticles with high specific surface energy and monomer molecules having dipole moments. The samples for dielectric permittivity measuring were made from pure resin and from resin reinforced with 0.67 % nanodiamonds and 1 % nanoiron mass content. The results show that the addition of nanodiamonds decreases the resin dielectric permittivity but nano-iron addition increases it. The electrical conductivity r and the magnetic permeability l were measured on samples with 1 %, 3 %, 10 % and 25 % weight content of nanoscale iron. The electrical conductivity did not uniformly increase according to the percolation theory. This percolation transition (by 5 orders of magnitude) corresponds to nano-iron mass content 3 %.
Композиционные материалы, в том числе и на основе нитей углерода, обеспечивающие вместе с необходимой прочностью достаточно большую экономию в весе создаваемой конструкции любой формы и позволяющие реализовать уникальные характеристики при их использовании, находят все более широкое применение при создании конструкций и требуют разработки надежного неразрушающего метода оценки их состояния, в том числе в процессе эксплуатации. В данной работе выполнена оценка возможности применения метода АЭ на базе аппаратуры типа ЕМА для контроля композиционного материала Udo UD CST 150/300 на основе связующего ARALDITE 564. Выполнена проверка локации координат источников АЭ на ненагруженной пластине и образцах, подвергнутых статическому нагружению. Проверена возможность выделения различных стадий нагружения по сигналам АЭ. Показано, что исследуемый композиционный материал является контролепригодным с точки зрения метода АЭ, позволяет определять координаты источников АЭ с достаточно высокой точностью при тестовом прозвучивании и излучает волны АЭ в процессе деформирования и разрушения. При наличии концентраторов можно с достаточной для практики точностью определить их местоположение в процессе нагружения образца. При проведенных АЭ испытаниях образцов на растяжение выделено две разделенные во времени группы событий, первая из которых возникает вскоре после начала нагружения, а вторая непосредственно перед разрушением и в процессе его. Отмечено резкое двукратное повышение уровня непрерывной АЭ при регистрации предразрушающего состояния и момента разрушения. Отмечена принципиальная возможность создания методики контроля композитов с применением АЭ технологии и прогнозированием их состояния после дополнительных исследований с целью четкой отработки критериев, характеризующих разрушение. Библиогр. 8, табл. 1, рис. 7.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.