Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз
Проблематика. Поєднання адитивних технологій з армованими матеріалами відкриває широкі можливості для створення легких і міцних виробів з унікальними характеристиками. Впровадження цих технологій у виробництво потребує ефективних методик оцінювання граничного стану таких виробів. Мета дослідження...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
2023-09-01
|
| Series: | Mechanics and Advanced Technologies |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://journal.mmi.kpi.ua/article/view/286738 |
| _version_ | 1797294795491639296 |
|---|---|
| author | Viktor Rubashevskyi Sergiy Shukayev |
| author_facet | Viktor Rubashevskyi Sergiy Shukayev |
| author_sort | Viktor Rubashevskyi |
| collection | DOAJ |
| description |
Проблематика. Поєднання адитивних технологій з армованими матеріалами відкриває широкі можливості для створення легких і міцних виробів з унікальними характеристиками. Впровадження цих технологій у виробництво потребує ефективних методик оцінювання граничного стану таких виробів.
Мета дослідження. Дослідження механічних властивостей зразків, виготовлених за методом наплавлення FDM з двох термопластичних ниток на основі полілактиду: PLA-Cg+ із 5% наповненням з шаруватого графіту та PLA-CCF із 10% наповненням з вуглецевих волокон.
Методика реалізації. Експериментально досліджено вплив параметрів процесу 3D друку, таких як орієнтація укладання та товщина шарів друку, на механічні характеристики зразків за розтягання та стискання.
Результати дослідження. Показано, що як орієнтація укладання, так і товщина друкованого шару суттєво впливають на механічні властивості зразків обох матеріалів. Виконано порівняльний аналіз експериментальних даних з розрахунками за критеріями міцності: Цая-Хіла, Цая-Ву, Хофмана, Мізеса та максимальних напружень.
Висновки. Результати випробувань засвідчили, що існує значний вплив досліджуваних параметрів процесу друку на механічні характеристики зразків із PLA + графіт як за розтягання, так і стискання. Здебільшого, зразки з меншою товщиною мають як вищу границю міцності (пропорційності), так і більше відносне видовження. Установлено, що найкращий збіг експериментальних та розрахункових даних для обох матеріалів досягається у випадку використання узагальненого критерію Мізеса.
|
| first_indexed | 2024-03-07T21:36:30Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-4f45792e5f584167b8ece096e8578289 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2521-1943 2522-4255 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-07T21:36:30Z |
| publishDate | 2023-09-01 |
| publisher | Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute |
| record_format | Article |
| series | Mechanics and Advanced Technologies |
| spelling | doaj.art-4f45792e5f584167b8ece096e85782892024-02-26T12:23:49ZengIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic InstituteMechanics and Advanced Technologies2521-19432522-42552023-09-0172 (98)10.20535/2521-1943.2023.7.2.286738324976Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналізViktor Rubashevskyi0Sergiy Shukayev1КПІ ім. Ігоря Сікорського, Навчально науковий механіко-машинобудівний інститут, каф. ДММ та ОМКПІ ім. Ігоря Сікорського, Навчально науковий механіко-машинобудівний інститут, каф. ДММ та ОМ Проблематика. Поєднання адитивних технологій з армованими матеріалами відкриває широкі можливості для створення легких і міцних виробів з унікальними характеристиками. Впровадження цих технологій у виробництво потребує ефективних методик оцінювання граничного стану таких виробів. Мета дослідження. Дослідження механічних властивостей зразків, виготовлених за методом наплавлення FDM з двох термопластичних ниток на основі полілактиду: PLA-Cg+ із 5% наповненням з шаруватого графіту та PLA-CCF із 10% наповненням з вуглецевих волокон. Методика реалізації. Експериментально досліджено вплив параметрів процесу 3D друку, таких як орієнтація укладання та товщина шарів друку, на механічні характеристики зразків за розтягання та стискання. Результати дослідження. Показано, що як орієнтація укладання, так і товщина друкованого шару суттєво впливають на механічні властивості зразків обох матеріалів. Виконано порівняльний аналіз експериментальних даних з розрахунками за критеріями міцності: Цая-Хіла, Цая-Ву, Хофмана, Мізеса та максимальних напружень. Висновки. Результати випробувань засвідчили, що існує значний вплив досліджуваних параметрів процесу друку на механічні характеристики зразків із PLA + графіт як за розтягання, так і стискання. Здебільшого, зразки з меншою товщиною мають як вищу границю міцності (пропорційності), так і більше відносне видовження. Установлено, що найкращий збіг експериментальних та розрахункових даних для обох матеріалів досягається у випадку використання узагальненого критерію Мізеса. https://journal.mmi.kpi.ua/article/view/2867383D друкадитивне виробництвомоделювання методом наплавленняPLA-Cg PLA-CCFмеханічні властивості |
| spellingShingle | Viktor Rubashevskyi Sergiy Shukayev Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз Mechanics and Advanced Technologies 3D друк адитивне виробництво моделювання методом наплавлення PLA-Cg PLA-CCF механічні властивості |
| title | Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз |
| title_full | Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз |
| title_fullStr | Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз |
| title_full_unstemmed | Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз |
| title_short | Міцність і пружність PLA + графіт композитів: експериментальний і теоретичний аналіз |
| title_sort | міцність і пружність pla графіт композитів експериментальний і теоретичний аналіз |
| topic | 3D друк адитивне виробництво моделювання методом наплавлення PLA-Cg PLA-CCF механічні властивості |
| url | https://journal.mmi.kpi.ua/article/view/286738 |
| work_keys_str_mv | AT viktorrubashevskyi mícnístʹípružnístʹplagrafítkompozitíveksperimentalʹnijíteoretičnijanalíz AT sergiyshukayev mícnístʹípružnístʹplagrafítkompozitíveksperimentalʹnijíteoretičnijanalíz |