10.14489/hb.2024.03.pp.026-032

2024, 03 март (March)

DOI: 10.14489/hb.2024.03.pp.026-032

Шалыгин С. В., Русских Г. С.
МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ДЛЯ МАТЕРИАЛА ИЗДЕЛИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО НАПРАВЛЕНИЯ И РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ТРЕХТОЧЕЧНОГО ИЗГИБА
(c. 26-32)

Аннотация. Работа посвящена исследованию влияния технологической плотности заполнения на распределение модуля упругости при печати функциональных деталей методом моделирования послойным наплавлением (FDM) с точки зрения жесткости при работе в условиях трехточечного изгиба, в упругой изотропной постановке. Структура изделия рассмотрена как совокупность тела внешней оболочки, сформированной при печати внешними периметрами и внутреннего тела, являющегося непосредственно технологическим заполнением. Приведены данные экспериментальных исследований распределения модуля упругости как для внешней оболочки, так и для внутренней структуры, получена номограмма распределения модуля упругости, позволяющая в целом оценить функциональность детали в аспекте обеспечения требуемого модуля упругости при расчетах.

Ключевые слова: аддитивные технологии; оптимизация внутренней структуры; напряженно-деформированное состояние; 3D печать; механические свойства.

Shalygin S. V., Russkikh G. S.
METHODOLOGY FOR PREDICTING THE MATERIALS ELASTIC MODULUS OF PRODUCTS PRODUCED BY LAYER-BY-LAYER CLADDING WORKING UNDER THREE-POINT BENDING CONDITIONS
(pp. 26-32)

Abstract. The work is devoted to the investigation of the influence of technological filling density on the distribution of elastic modulus when printing functional parts by the layer-by-layer deposition modeling (FDM) method in terms of stiffness under three-point bending conditions, in an elastic isotropic setting. The structure of the product is considered as a set of the body of the outer shell formed during printing by the outer perimeters and the inner body, which is directly the technological filling. The data of experimental studies of elasticity modulus distribution for both the outer shell and the inner structure are given, the nomogram of elasticity modulus distribution is obtained, allowing in general to estimate the functionality of the part in the aspect of providing the required elasticity modulus in calculations.

Keywords: Additive technologies; Internal structure optimization; Stress-strain state; 3D printing; Mechanical properties.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

С. В. Шалыгин, Г. С. Русских (Омский государственный технический университет, Омск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

S. V Shalygin, G. S. Russkikh (Omsk State Technical University, Omsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. A Study on Effect of Fused Deposition Modeling Process Parameters on Mechanical Properties / V. S. Jatti et al. // Int. J. Sci. Technol. Res. 2019. V. 8. №. 5.
2. Masood S. H. Advances in Fused Deposition Modeling // Comprehensive Materials Processing. 2014. P. 69–91.
3. Dudescu C., Racz L. Effects of Raster Orientation, Infill Rate and Infill Pattern on the Mechanical Properties of 3D Printed Materials // ACTA Univ. Cibiniensis. 2017. V. 69. Is. 1. P. 23–30.
4. Ramkumar P. L. Investigation on the Effect of Process Parameters on Impact Strength of Fused Deposition Modelling Specimens // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2019. V. 491. Is. 1. 012026 p.
5. Evaluation of Dimensional Accuracy and Material Properties of the MakerBot 3D Desktop Printer / G. W. Melenka et al. // Rapid Prototyping Journal. 2015. V. 21. Is. 5. P. 618–627.
6. ГОCТ Р 56805–2015. Композиты полимерные. Методы определения механических характеристик при изгибе М.: Стандартинформ, 2016. 14 с.
7. ASTM D790–03. Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials.
8. Tsai S. W. Introduction to Composite Materials. Routledge, 2018.
9. Mechanical Property Optimization of FDM PLA in Shear with Multiple Objectives / J. Torres et al. // Jom. 2015. V. 67. P. 1183–1193.

Eng

1. Jatti V. S. et al. (2019). A Study on Effect of Fused Deposition Modeling Process Parameters on Mechanical Properties. International Journal of Scientific & Technology Research, 8(5).
2. Masood S. H. (2014). Advances in fused deposition modeling. Comprehensive materials processing, 69 – 91.
3. Dudescu C., Racz L. (2017). Effects of Raster Orientation, Infill Rate and Infill Pattern on the Mechanical Properties of 3D Printed Materials. ACTA Universitatis Cibiniensis, 69(1), 23 – 30.
4. Ramkumar P. L. (2019). Investigation on the Effect of Process Parameters on Impact Strength of Fused Deposition Modelling Specimens. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 491(1). IOP Publishing.
5. Me¬lenka G. W. et al. (2015). Evaluation of Dimensional Accuracy and Material Properties of the MakerBot 3D Desktop Printer. Rapid Prototyping Journal, 21(5), 618 – 627.
6. Polymer composites. Methods for determining mechanical characteristics during bending. (2016). Ru Standard No. GOST R 56805–2015. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
7. Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials. Standard No. ASTM D790–03.
8. Tsai S. W. (2018). Introduction to composite materials. Routledge.
9. Torres J. et al. (2015). Mechanical Property Optimization of FDM PLA in Shear with Multiple Objectives. Jom, 67, 1183 – 1193.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2024.03.pp.026-032

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2024.03.pp.026-032

and fill out the form