Savaniu Ioan Mihail - sef lucrari .dr.ing. Facultatea de ... · Vlase Monica - sef lucrari .dr.ing....
Transcript of Savaniu Ioan Mihail - sef lucrari .dr.ing. Facultatea de ... · Vlase Monica - sef lucrari .dr.ing....
Aspecte privind testarea elementelor mecanice functionale printate 3D
Savaniu Ioan Mihail - sef lucrari .dr.ing. Facultatea de Utilaj Tehnologic - Universitatea Tehnica de Constructii
Bucuresti
Vlase Monica - sef lucrari .dr.ing. Facultatea de Utilaj Tehnologic - Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti
Rezumat : In vederea dimensionarii mecanismelor realizate prin printare 3D este necesar a cunoaste caracteristicile fizico
mecanice a elementelor mecanice functionale printate. In vederea stabilirii unor caracteristici de material am inceput un
proiect de cercetare stiintifica.
In domeniul ingineriei mecanice exista tendinta actuala de fabricare a elementelor mecanice functionale
prin printare 3D. In momentul de fata exista mai multe procedee si tipuri de printare 3D. In vederea
dimensionarii unui element printat 3D insa nu am indentificat la producatorul de material a
caracteristicilor fizico-mecanice ale produsului finit fabricat. In vederea dimensionarii unor elemente
mecanice sunt extrem de importante caracteristicile de material ale produsului finit. Autori lucrarii de
fata au dorit sa stabilesca anumite caracteristici de material si in acest mod limitele utilizarii elementelor
mecanice fuctionale obtinute prin procedeul de printare 3D cu filament.
Pentru fabricarea elementelor mecanice functionale testate am utilizat o imprimata 3D accesibila.
Aceasta imprimanta este o imprimata cu filament de PLA tip Prusa I3.
Fig.1 Imprimanta 3D si elemente mecanice functionale printate
Avand in vedere modalitatea de creere de volum a printarii 3D ( prin consderarea unui grad de umplere
a spatiului interior creat) am incercat sa estima caracteristici de material si comportamentul elementelor
mecanice functionale printate 3D. In acest scop am efectuat o serie de teste de rupere. Planul de incercari
si rezulatetele obtinute sunt prezentate in cele ce urmeaza. Am efectuat un set de teste in laborator pe un
numar de 4 probe avand urmatoarele caracteristici geometrice : grosimea probelor – 4 mm ; lungimea
probelor – 180 mm ; dimensiunea zonei de prindere la bacuri masinii de tractiune- 50 mm la fiecare
capăt ; lățimea probelor – 30 mm.
Fig.2 Aspecte din timpul printarii 3D
Incercarile la rupere au fost efectuate pe probe confectionate din filament PLA, obținute prin printare
3D. Probele au fost obținute cu grade de umlere diferite, astfel:
- Proba 1 – printare 3D cu 25% grad de umplere;
- Proba 2 - printare 3D cu 50% grad de umplere;
- Proba 3 – printare 3D cu 75% grad de umplere;
- Proba 4 – printare 3D cu 100% grad de umplere.
Fig. 3 Probe folosite la testarea caracteristicilor de material
Încercările la rupere ale probelor printate 3D s-au efectuat pe mașina universală pentru încercări fizico-
mecanice de 10 tone - forță.
Proba 1 – printare 3D cu 25% spațiu de umplere
PROBA 1 PROBA 2 PROBA 3 PROBA 4
PROBA 1 PROBA 2 PROBA 3 PROBA 4
Fig. 4 Prinderea probei in bacurile masinii de tractiune si inregistrarea fortei de rupere
Fig. 5 Aspecte ale ruperi probei testate
Evaluand la nivelul cadranului masinii de tractiune a fortei necesara ruperii elementului testat, am obtinut
in cazul probei nr. 1 o forta de 356 daN;
Proba 2 – printare 3D cu 50% spațiu de umplere
PRINDEREA PROBEI ÎN BACURILE MAȘINII UNIVERSALE
EPRUVETĂ BAC
CADRANUL MAȘINII UNIVERSALE DUPĂ ÎNCERCAREA PROBEII 1
Fig. 6 Prinderea probei in bacurile masinii de tractiune si inregistrarea fortei de rupere
Fig. 7 Aspecte ale ruperi probei testate
Evaluand la nivelul cadranului masinii de tractiune a fortei necesara ruperii elementului testat, am
obtinut in cazul probei nr. 2 o forta de 360 daN;
- Epruveta 3 – printare 3D cu 75% spațiu de umplere
PRINDEREA PROBEI ÎN BACURILE MAȘINII UNIVERSALE
PROBA
BACURI
CADRANUL MAȘINII UNIVERSALE DUPĂ ÎNCERCAREA PROBEII 2
Fig. 8 Prinderea probei in bacurile masinii de tractiune si inregistrarea fortei de rupere
Evaluand la nivelul cadranului masinii de tractiune a fortei necesara ruperii elementului testat, am obtinut
in cazul probei nr. 3 o forta de 265 daN. In cazul acestei probe ruperea s-a produs în zona de strângere a
probei in bacurile masinii de tractiune.
- Proba 4 – printare 3D cu 100% spațiu de umplere
Fig. 9 Prinderea probei in bacurile masinii de tractiune si inregistrarea fortei de rupere
PRINDEREA PROBEI ÎN BACURILE MAȘINII UNIVERSALE
CADRANUL MAȘINII UNIVERSALE DUPĂ ÎNCERCAREA PROBEI 3
PRINDEREA PROBEI ÎN BACURILE MAȘINII UNIVERSALE
CADRANUL MAȘINII UNIVERSALE DUPĂ ÎNCERCAREA PROBA 4
Fig. 10 Aspecte ale ruperi probei testate
Evaluand la nivelul cadranului masinii de tractiune a fortei necesara ruperii elementului testat, am
obtinut in cazul probei nr. 4 o forta de 390 daN.
Fig. 11 Aspecte ale ruperi probei testate
PROBA 1 PROBA 2 PROBA 3 PROBA 4
Fig. 12 Aspecte ale zonei de ruperea a probelor
Concluziile testelor efectuate sunt:
- Testele trebuie continuate in cazul unor geometrii mai complexe ale probelor;
- Testele trebuie continuate pentru diferite setari ale printerului 3D utilizat;
- Testele trebuie continuate pentru diferite materiale utilizate pentru filamentul printerului 3D;
- In urma testelor efectuate aspectul ruperii probelor este de rupere fragila;
- Forta de rupere inregistrata in timpul testelor este dependenta de gradul de umplere a
elementului printat 3D;
- Obtinerea unor rezultate de referinta presupune continuarea testelor prezentate printr-un studiu
teoretic si experimental complex si de durata.
Bibliografie:
[1] www.robofun.ro ;
[2] www.repetier.com ;
[3] www.ultimaker.com .