ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ПОВЕРХОНЬ ВИРОБІВ, ОТРИМАНИХ МЕТОДОМ 3D ДРУКУ

Автор(и)

  • O. Novakovsky Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • M. Rud Черкаський державний технологічний університет
  • Victor Antoniuk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» http://orcid.org/0000-0003-0690-2411
  • M. Bondarenko Черкаський державний технологічний університет

DOI:

https://doi.org/10.20535/1970.60(2).2020.221450

Ключові слова:

3D друк, адитивна технологія, зворотний зв‘язок, якість друку

Анотація

Вступ. У статті розглянуто питання підвищення якості зменшення кількості поверхневих дефектів, збільшення точності формування шарів, виготовлення деталей методом тривимірного друку.

Проведено аналіз існуючих рішень серед методів та систем пошарового наплавлення, аналізуються варіанти уникнення необхідності використання підтримуючих структур, уникнення “ступінчастого ефекту”, а також поліпшення механічних властивостей друкованих виробів, таких як аеродинаміка, опір перпендикулярним навантаженням тощо, внаслідок використання непланарного тривимірного друку.

Доведено необхідність забезпечення зворотного зв‘язку в механізмі подачі філаменту в робочий простір обладнання.

Результати дослідження. Проведено порівняння якості отриманих виробів та експлуатаційних характеристик процесу друку зразкових виробів без та із застосуванням розробленого пристрою зворотного зв‘язку. На підставі порівняння встановлено однозначне підвищення якості (зменшення кількості поверхневих дефектів) та точності отримуваних виробів при застосуванні запропонованої в роботі конструкції пристрою зворотного зв‘язку.

Висновки. Розглянуто особливості підвищення якості виготовлення деталей методом 3D друку шляхом забезпечення зворотного зв‘язку в механізмі подачі філаменту з метою забезпечення більш рівномірного подавання матеріалу в зону формування 3D виробу.

Проведено порівняння якості отриманих виробів та експлуатаційних характеристик процесу друку зразкових виробів без застосування розробленого пристрою зворотного зв‘язку та із ним. За результатами цього порівняння встановлено однозначне підвищення якості (зменшення кількості поверхневих дефектів на 88 %) та точності отримуваних виробів (до 96 %) при застосуванні запропонованої конструкції пристрою зворотного зв‘язку.

Посилання

Novakovskyi A.H., and Antonyuk V.S., "Analiz sovremennykh tekhnolohycheskykh podkhodov k adytyvnomu proyzvodstvu", in Respublykansky mezhotraslevoi proyzvodstvenno praktycheskyi zhurnal. Mynsk, RB. No 3(72), pp. 11 –12, 2016. [in Russian]

R.P. Haidash, Yu.I. Kovalenko, M.P. Rud, M.O. Bondarenko, and V.S. Antonyuk, "Formuvannia ta keruvannia strichkovym elektronnym potokom pry mikroobrobtsi elementiv prystroiv dlia adytyvnoho vyrobnytstva", Suchasni tekhnolohii v mashynobuduvanni, Vyp. 13, pp. 69-78, 2018. [in Ukrainian]

M.P. Rud, O.O. Pokhyl, S.V. Zabolotnii, and A.P. Soltus, "Kintsevo-elementne modeliuvannia termomekhanichnoi povedinky vyrobiv z polimernykh materialiv pry yikh vyhotovlenni metodom posharovoho naplavlennia", Visnyk ChDTU №3, pp. 97-104 , 2018. [in Ukrainian]

E. Ya. Chonka, and V. S. Antonyuk, "Analiz tochnosti formuvannia poverkhon detalei vyhotovlenykh na 3D-prynteri", in XV Vseukrainska naukovo-praktychna konferentsiia studentiv, aspirantiv ta molodykh vchenykh «Efektyvnist inzhenernykh rishen u pryladobuduvanni»: zbirnyk prats konferentsii, KPI im. Ihoria Sikorskoho, PBF, FMM. – Kyiv : KPI im. Ihoria Sikorskoho; Tsentr uchbovoi literatury, 2019. pp. 197–200. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/31651 https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/31651/1/EIRP-2019_Proceedings-Page197-200.pdf [in Ukrainian]

P. Gupta, C.A. Duarteand A. Dhankhar Accuracy and Robustnessof Stress Intensity Factor Extraction Methodsfor the Generalized/eXtended Finite Element Method, Engineering Fracture Mechanics, march 2017. DOI: 10.1016/j.engfracmech.2017.03.035

Daniel Ahlers, Florens Wasserfall, Norman Hendrich and Jianwei Zhang Daniel Ahlers 3D Printing of Nonplanar Layersfor Smooth Surface Generation, University of Hamburg. 2018. DOI: 10.13140/RG.2.2.34888.26881

P. M. Bhatt, R. K. Malhan, A. V. Shembekar, Y. J. Yoon, and S.K. Gupta. Expanding capabilities of additive manufacturing through use of robotics: A survey. Additive Manufacturing. 31:100933, 2020. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.100933

M.P.Rud, and A.P. Soltus, "Analiz perspektyv zastosuvannia tekhnolohii adytyvnoho vyrobnytstva v avtomobilnii promyslovosti", in Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia Suchasni enerhetychni ustanovky na transporti, tekhnolohii ta obladnannia dlia yikh obsluhovuvannia SEUTTOO-2018 (13 – 14 veresnia 2018 roku m. Kherson.) pp. 293-296. [in Ukrainian]

. M.P. Rud, Ye.V. Skoryna, and V.O. Andriienko, "Hibrydna adytyvna tekhnolohiia stvorennia mikrokomponentiv optychnykh system", in Zbirka tez dopovidei za materialamy MNTK «Datchyky, prylady ta systemy – 2018», Cherkasy – Kherson - Lazurne, veresen 2018. pp. 75-78. [in Ukrainian]

M.P. Rud, O.M. Pylypenko, and A.P. Soltus, O"tsinka vtomnoi mitsnosti avtodetalei z polibutilentereftalatu vyhotovlenykh metodom 3D-druku", in Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia "Novitni tekhnolohii rozvytku avtomobilnoho transportu" KhNADU, Kharkiv, 16-19 zhovtnia 2018, pp. 208-211. [in Ukrainian]

I. I. Bezukladnikov, Yu. N. Khizhnyakov, &Yuzhakov, A. A. (). Neuro-fuzzy control of the process of feeding wire material in additive technologiesoftheFDMfamily. Russian Electrical Engineering, 88(11), 697–700, 2017. https:// doi.org/10.3103/s1068371217110025

Tlegenov, Y., Lu, W. F., & Hong, G. S. (2019). A dynamic model for current-based nozzle condition monitoring in fused deposition modelling. Progress in Additive Manufacturing, 4(3), 211–223. https:// doi.org/10.1007/s40964-019-00089-3

Soriano Heras, E., Blaya Haro, F., de Agustín del Burgo, J., Islán Marcos, M., &D’Amato, R. Filament Advance Detection Sensor for Fused Deposition Modelling 3D Printers. Sensors, 18(5), 1495, 2018. https://doi.org/10.3390/s18051495

Chakraborty et al., 2008] Chakraborty, D., Aneesh Reddy, B., and Roy Choudhury, A. (2008). Extruder path generation for curved layer fused depositionmodeling. Computer Aided Design, 40(2):235–243.

S. Singamneni, A. Roychoudhury, O. Diegel, and B. Huang, “Modeling and evaluation of curved layer fused deposition,” Journal of materials processing technology, vol. 212, N 1, pp. 27–35, 2012.

B. Huang and S. Singamneni, “A mixed-layer approach combiningboth flat and curved layer slicing for fused deposition modelling,”Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal ofEngineering Manufacture, vol. 229, no. 12, pp. 2238–2249, 2014.

D. Ding, Z. Pan, D. Cuiuri, H. Li, N. Larkin, and S. Duin, “Multi-direction slicing of stl models for robotic wire-feed additive man-ufacturing,” Solid Freeform Fabrication Symposium, pp. 1059–1069, 2015.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-26

Номер

Розділ

ВИСОКОЕФЕКТИВНІ ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ В ПРИЛАДОБУДУВАННІ