Wykorzystanie optycznej metody analizy odkształceń do oceny wybranych własności wytrzymałościowych materiału próbki drukowanej metodą FDM *

STRESZCZENIE: Omówiono prace dotyczące przygotowania i realizacji badań eksperymentalnych próbek drukowanych metodą osadzania topionego materiału – FDM (fused deposition modelling), w tym metodykę pomiarów optycznych odkształceń z wykorzystaniem fotogrametrii oraz zastosowanie tej metody w próbie statycznego rozciągania. Porównano wyniki uzyskane na maszynie wytrzymałościowej i z pomiarów z wykorzystaniem metody fotograficznej, dotyczące własności mechanicznych materiału próbki wykonanej techniką druku FDM. Głównym celem prac było przygotowanie optycznej metody pomiarowej do badań materiałów niejednorodnych o dużych odkształceniach, zobrazowanie pól odkształceń oraz analiza zachowania się takich materiałów w złożonych stanach obciążeń.

SŁOWA KLUCZOWE: optyczne metody pomiarowe, fotogrametria, badania wytrzymałościowe, statyczna próba rozciągania, druk 3D, PLA, FDM

ABSTRACT: This paper presents results of works, which concerned on proper sample preparation, testing methodology and analysis of material properties with application of optical displacement measurements. Later author compare result of measurements in performed tests and present 3D FDM printed material characteristic result. The goal was to prepare optical non-contact measurements methodology for examining properties of anisotropic and high deformable materials in complex loads condition.

KEYWORDS: optical measurements, photogrametry, material testing, tension testing, rapid prototyping, 3D printing, PLA, FDM

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Siemiński P., Tomczuk M. „Badanie wytrzymałości na rozciąganie próbek wykonywanych wybranymi metodami szybkiego prototypowania”. XI Forum Inżynierskie ProCAx. Sosnowiec, 2012.
• Siemiński P., Rajch A. „Wpływ orientacji warstw i wypełnienia wnętrza na sztywność części wykonywanych techniką FDM z tworzywa ABS oraz wpływ wymiarów geometrii STL na występowanie szczelin we wnętrzu modelu”. XII Forum Inżynierskie ProCAx. Kraków, 2013.
• Skawiński P., Siemiński P., Błazucki P. „Zastosowanie przyrostowej metody FDM/FFF do wytwarzania kół przekładni zębatych”. Mechanik. 3 (2015).
• Miazio Ł. „Badanie wytrzymałości na rozciąganie próbek wydrukowanych w technologii FDM z różną gęstością wypełnienia”. Mechanik. 7 (2015).
• www.stratasys.com.
• Dane producenta materiału PLA Barrus (http://barrus.pl/pla-3).
• Choi J., Medina F., Kim Ch., Espalin D., Rodriguez D., Stucker B., Wicker R. “Development of a mobile fused deposition modeling system with enhanced manufacturing flexibility”. Journal of Materials Processing Technology. 211 (2011): pp. 424–432.
• PN-EN ISO 527:1998 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu.
• Zarys fotogrametrii, http://home.agh.edu.pl/~awrobel/resources/Zarys%20fotogrametrii.pdf.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.578