Badania struktur komórkowych typu hollow sphere wytwarzanych metodą selektywnego spiekania laserowego *

Investigations of hollow sphere structures produced by selective laser sintering

Author: Kamil Cieplak, Tomasz Majewski

Mechanik nr 07/2019 - Druk 3D

STRESZCZENIE: Opisano badania struktur hollow sphere, wykorzystanych jako absorbery energii mechanicznej. W pierwszej części artykułu przedstawiono techniki obróbki addytywnej – selektywnego spiekania laserowego – jako optymalnej metody wytwarzania próbek w przypadku badań laboratoryjnych. W kolejnej części zaprezentowano zastosowanie komputerowego wspomagana projektowania do tworzenia parametrycznych trójwymiarowych modeli badanych struktur. Następnie przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych w warunkach quasi-statycznego obciążenia tych materiałów. Na podstawie zebranych danych przeprowadzono analizę jakościową procesu deformacji struktur oraz wyciągnięto wnioski.

SŁOWA KLUCZOWE: budowa i eksploatacja maszyn, materiały komórkowe, selektywne spiekanie laserowe

ABSTRACT: The research of hollow sphere structures as absorbers of mechanical energy is described. The first part of the article is devoted to the description of selective laser sintering additive technique as the optimal method of sample production in the case of laboratory tests. The next part presents the use of computer aided design to create parametric three-dimensional models. Next, the results of experimental tests in the conditions of quasi-static load are presented. Based on the collected data, a qualitative analysis of the structure deformation process was performed and final conclusions are presented.

KEYWORDS: machine design and maintenance, cellular materials, selective laser sintering

Galeria

Rys. 1. Schemat działania drukarki SLS [2]

Rys. 2. Szkic komórki HS z otworami technologicznymi

Rys. 3. Zbiorczy wykres zależności siły w funkcji skrócenia relatywnego uzyskanych z prób: badania wstępne HS, próba zasadnicza HS oraz HS z otworami

Rys. 4. Krzywa quasi-statyczna naprężenie–odkształcenie dla HS [5]

Rys. 5. Zbiorczy wykres zależności energii odkształcenia w funkcji skrócenia relatywnego, uzyskanych z prób: badania wstępne HS, próba zasadnicza HS oraz HS z otworami

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Płatek P., Baranowski P., Cieplak K., Sarzyński M., Sienkiewicz J., Janiszewski J., Małachowski J. “Investigation on deformation process of cellular structures with gradient topology manufactured additively”. AIP Conference Proceedings. (2018) 020108-1. DOI: https://doi. org/10.1063/1.5092111.

[2] Kleijnena R.G., Sesseg J.P.W., Schmid M., Wegener K. “Insights into the development of a short-fiber reinforced polypropylene for laser sintering”. AIP Conference Proceedings. (2017) 190002-2. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5016791.

[3] www.sinterit.com/wp-content/uploads/2014/05/PA12-Specification. pdf (dostęp: 01.04.2019 r.).

[4] PN-ISO 527-2:2012 – Tworzywa sztuczne – Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu – Część 2: Warunki badań tworzyw sztucznych przeznaczonych do różnych technik formowania.

[5] Taşdemirci A., Ergönenç Ç., Güden M. “Split Hopkinson pressure bar multiple reloading and modeling of a 316 L stainless steel metallic hollow sphere structure”. International Journal of Impact Engineering. 37 (2010): 250–259. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2009.06.010.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.7.50

* Artykuł recenzowany