Виготовлення виробів та деталей методом 3d-друку з композитних ниток з високим вмістом металу
Вантажиться...
Дата
2022
Автори
Поліщук, О.С.
Поліщук, А.О.
Лісевич, С.П.
Залізецький, А.М.
Мельник, В.І.
Polishchuk, O.
Polishchuk, A.
Lisevich, S.
Zalizetskyi, A.
Melnyk, V.
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
Встановлено, що одним з найбільш перспективних напрямів розвитку сучасного машинобудування є
розробка нових технологій швидкого виробництва продукції (швидке виготовлення), суть яких полягає в
пошаровому конструюванні виробів з порошкового матеріалу на основі CAD-моделі, тобто моделі, тривимірна
геометрія якої описується у цифровому вигляді за допомогою програм твердотільного моделювання (AutoCAD,
SolidWorks, Compas-3D, CATIA, ProE тощо). Наведено основні переваги використання адитивних технологій,
зокрема 3D-друку філаментами з вмістом металів. Розглянуто типи 3D-принтерів, які друкують металом.
Описано застосування металевих порошків в технологіях 3D-друку. Розглянуто основні характеристики та
властивості таких металів титану Ti, нержавіючої сталі SS, алюмінію AL, міді Cu, заліза Fe та сплавів на їх
основі, що можуть використовуватися в якості матеріалів чи добавок в адитивних технологіях. Описано
переваги їх використання порівняно з традиційними технологіями (лиття, прокатка тощо). Приведено схему
технологічного процесу виготовлення виробів галузевого машинобудування методом 3D-друку з композитних
ниток з високим вмістом металу. Розглянуто та описано кожний з етапів технологічного процесу. Підібрано
металевий порошок з нержавіючої сталі для виготовлення філаменту та досліджено його хімічний склад.
Проведено експериментальні дослідження для визначення механічних, теплофізичних та реологічних
характеристик полімерних матеріалів, які використовуються для виготовлення монониток для 3D-друку. На
основі здійснених досліджень запропоновано використати PLA пластиковий порошок в якості з’єднуючого
елементу в філаменті. Спроектовано і виготовлено конструкцію шнека для подачі матеріалу екструзійної
машини. Розроблено форму та підібрано матеріал екструзійної головки, яка задає діаметр нитки, що
виготовляється. Вибрано 3D-принтер для друку виробів та деталей композитними нитками з високим вмістом
металу та здійснено його удосконалення. Проведено експериментальні дослідження зносу насадки екструдера 3Dпринтера при контакті з абразивною ниткою
It is established that one of the most promising areas of development of modern engineering is the development of new technologies for rapid production (rapid manufacturing), the essence of which is the layered design of powder products based on CAD model, ie model whose three-dimensional geometry is described digitally by using solid modeling programs (AutoCAD, SolidWorks, Compas-3D, CATIA, ProE, etc.). The main advantages of using additive technologies, including 3D printing with filaments containing metals. The types of 3D printers that print metal are considered. The use of metal powders in 3D printing technologies is described. The main characteristics and properties of such metals, TI titanium, stainless steel SS, aluminum Al, copper Cu, FE iron and alloys based on them can be used as materials or additives in additive technologies. The advantages of their use over traditional technologies (casting, rolling, etc.) are described. The scheme of technological process of manufacturing products of industry mechanical engineering by a 3D printing with a high metal content is given. Each of the stages of the technological process is considered and described. Stainless steel metal powder was selected for the manufacture of filament and its chemical composition is investigated. Experimental studies have been conducted to determine the mechanical, thermophysical and rheological characteristics of polymeric materials used for the manufacture of 3D prints. On the basis of the studies, it is proposed to use Plastic powder as a connecting element in the filament. The design of the auger for supplying the material of the extrusion machine is designed and manufactured. The form of the extrusion head is developed and selected, which sets the diameter of the
It is established that one of the most promising areas of development of modern engineering is the development of new technologies for rapid production (rapid manufacturing), the essence of which is the layered design of powder products based on CAD model, ie model whose three-dimensional geometry is described digitally by using solid modeling programs (AutoCAD, SolidWorks, Compas-3D, CATIA, ProE, etc.). The main advantages of using additive technologies, including 3D printing with filaments containing metals. The types of 3D printers that print metal are considered. The use of metal powders in 3D printing technologies is described. The main characteristics and properties of such metals, TI titanium, stainless steel SS, aluminum Al, copper Cu, FE iron and alloys based on them can be used as materials or additives in additive technologies. The advantages of their use over traditional technologies (casting, rolling, etc.) are described. The scheme of technological process of manufacturing products of industry mechanical engineering by a 3D printing with a high metal content is given. Each of the stages of the technological process is considered and described. Stainless steel metal powder was selected for the manufacture of filament and its chemical composition is investigated. Experimental studies have been conducted to determine the mechanical, thermophysical and rheological characteristics of polymeric materials used for the manufacture of 3D prints. On the basis of the studies, it is proposed to use Plastic powder as a connecting element in the filament. The design of the auger for supplying the material of the extrusion machine is designed and manufactured. The form of the extrusion head is developed and selected, which sets the diameter of the
Опис
Ключові слова
3D-принтер, екструзійна машина, металевий порошок з нержавіючої сталі, полімерний матеріал., 3D-printing, extrusion machine, stainless steel metal powder, polymer material
Бібліографічний опис
Виготовлення виробів та деталей методом 3d-друку з композитних ниток з високим вмістом металу / О. С. Поліщук, А. О. Поліщук, С. П. Лісевич, А. М. Залізецький, В. І. Мельник // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. – 2022. – № 3. – С. 104-110.