Study of mechanical parameters of different densities printed structures

Abstract

Na podstawie badań wytrzymałościowych próbek o porowatej strukturze, wydrukowanych w technologii FDM (fused deposition modeling) z filamentów PC/ABS, przeprowadzono symulację numeryczną belek sprężyście zginanych dla 2 różnych gęstości wypełnienia. Wyniki analiz numerycznych zostały zweryfikowane doświadczalnie i porównane z wynikami, jakie uzyskuje się w przypadku przyjęcia handlowych parametrów wytrzymałościowych surowca użytego do druku. Przeprowadzone i planowane badania pozwolą na opracowanie metodyki obliczania konstrukcji o strukturze porowatej, wytworzonych w technologii druku 3D. SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, badania wytrzymałościowe, modelowanie numeryczne Based on the strength tests of porous structure samples printed in FDM technology (fused deposition modeling) from PC/ABS filaments, numerical simulations of bending spring beams for two different filling densities, have been performed. The results of numerical analyzes have been verified experimentally and compared with those obtained with the commercial strength parameters of the raw material used for printing. Conducted and planned studies will allow to develop a methodology for calculating the porous structure created in 3D printing technology. KEYWORDS: 3D printing, strength tests numerical methodsStosowane do niedawna tradycyjne technologie wytwarzania elementów z tworzyw sztucznych i metali zostały uzupełnione o technologię druku 3D, która sprawdza się zwłaszcza w przypadku wytwarzania produktów nieseryjnych lub prototypowych. Możliwości współczesnych drukarek 3D w zakresie tworzenia dowolnych struktur i kształtów z zastosowaniem różnych materiałów wyjścio-wych są imponujące i rozwojowe, a produkty uzyskane tą drogą są przedmiotem wielu badań i analiz [1][2][3][4].Jedną z najpowszechniej stosowanych technologii drukowania obiektów z tworzyw sztucznych jest metoda FDM (fused deposition modeling), polegająca na nanoszeniu przez głowicę drukarki kolejnych warstw roztopionego drutu, wykonanego z tworzywa o znanych właściwościach handlowych. W ten sposób otrzymuje się element o żąda-nym kształcie i wymaganej strukturze wewnętrznej.Technologia druku 3D pozwala na wytwarzanie elementów o porowatej strukturze, co ogranicza ilość zuży-wanego materiału wyjściowego, jednak właściwości mechaniczne finalnego produktu odbiegają od właściwości takich samych produktów o strukturze jednolitej.W przypadku wykonywania symulacji pracy konstrukcji o strukturze porowatej w różnych stanach obciążenia zasadne jest przyjmowanie do obliczeń stałych materiało-wych różniących się od tych, jakie ma materiał, z którego wydrukowano konstrukcję. Przedmiot badań W niniejszym artykule omówiono:• model obliczeniowy belek drukowanych, które poddano sprężystemu zginaniu; • weryfikację doświadczalną wyników otrzymanych na drodze symulacji numerycznej; • porównanie wyników symulacji z wynikami obliczeń, w których przyjęto stałe materiałowe filamentu użytego do druku.Przedmiotem badań są belki drukowane o 2 różnych zagęszczeniach - LOW (niskim) i MED (średnim), wykonane z filamentów PC/A...