Zawartość miesięcznika nr 12/2025

ABSTRACT: Fast Plastic Deposit (FPD) is an extrusion-based additive manufacturing (AM) technology developed by the authors to overcome the thermal, rheological, and dynamic limitations characteristic of high-speed and large-format Fused Deposition Modeling (FDM). The proposed approach integrates a multi-zone melt-conditioning block, reinforced high-torque filament feeding, a dual-nozzle deposition architecture, and predictive extrusion control. These features enable volumetric flow rates that significantly exceed those achievable with conventional desktop and industrial FDM systems. A prototype machine incorporating a 1 × 1 × 1 m heated chamber was constructed and subjected to extensive thermal, geometric, rheological, and mechanical testing. The results demonstrated melt-pool stability, volumetric flow rates above 25 g/min, and dimensional accuracy within ±0.1 mm, while maintaining consistent surface quality. Additionally, the printing time for a 5.5 kg demonstrator part was reduced by more than 60% compared with a professional FDM platform. These findings position FPD as a viable methodology for high-throughput polymer AM applications.

KEYWORDS: FPD – Fast Plastic Deposit, high speed additive manufacturing, multi-zone melt conditioning block, filament feeding, extrusion control

STRESZCZENIE: Szybkie osadzanie plastiku (FPD) to oryginalna technologia wytwarzania addytywnego (AM) oparta na wytłaczaniu, opracowana przez autorów w celu pokonania ograniczeń termicznych, reologicznych i dynamicznych charakterystycznych dla szybkiego i wielkoformatowego osadzania topionego materiału (FDM). Proponowane podejście integruje wielostrefowy blok kondycjonowania stopu, wzmocniony układ podawania filamentu o wysokim momencie obrotowym, architekturę osadzania z dwiema dyszami oraz predykcyjne sterowanie wytłaczaniem. Cechy te umożliwiają uzyskanie objętościowych natężeń przepływu znacznie przewyższających te osiągalne w konwencjonalnych stacjonarnych i przemysłowych systemach FDM. Zbudowano prototyp maszyny z komorą grzaną o wymiarach 1 × 1 × 1 m i poddano go obszernym testom termicznym, geometrycznym, reologicznym i mechanicznym. Wyniki wykazały stabilność w obszarze roztopionego materiału, objętościowe natężenia przepływu powyżej 25 g/min i dokładność wymiarową poniżej ±0,1 mm, przy jednoczesnym zachowaniu stałej jakości powierzchni. Dodatkowo, czas drukowania demonstracyjnego detalu o masie 5,5 kg został skrócony o ponad 60% w porównaniu z profesjonalną platformą FDM. Wyniki te potwierdzają, że FPD jest metodą nadającą się do stosowania w wysokowydajnych technologiach wytwarzania przyrostowego polimerów.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie osadzanie plastiku FPD, produkcja addytywna o dużej prędkości, wielostrefowy blok kondycjonowania topienia, podawanie filamentu, kontrola wytłaczania

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2025.12.12

 

* Artykuł recenzowany

ABSTRACT: The study presents the results of investigations on the microstructure, chemical composition, and microhardness of the cobalt alloy Stellite 1 joined to WCL tool steel, produced by the Direct Energy Deposition (DED) method. Analyses were conducted using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Based on EDS results from two layers, the nature of element diffusion was determined, and the joint zones were identified: the deposit, the transition zone, and the heat-affected zone (HAZ). A gradient distribution of elements was observed, indicating an extensive diffusion zone. Microhardness results confirmed the transition from the hard structure of the deposit to the softer substrate. It was found that the joint is characterized by structural continuity.

KEYWORDS: Direct Energy Deposition (DED); Stellite 1–WCL joint; microstructure; microhardness; diffusion; heat-affected zone (HAZ)

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, składu chemicznego oraz mikrotwardości połączenia stopu kobaltu Stellite 1 ze stalą narzędziową WCL, wytworzonego metodą Direct Energy Deposition (DED). Analizy przeprowadzono z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej (SEM) oraz mikroanalizy rentgenowskiej (EDS). Na podstawie wyników EDS z dwóch warstw określono charakter dyfuzji pierwiastków oraz zidentyfikowano strefy połączenia: napoinę, strefę przejściową i strefę wpływu ciepła (HAZ). Zarejestrowano gradientowy rozkład pierwiastków, wskazujący na rozległą strefę dyfuzyjną. Wyniki mikrotwardości potwierdziły przejście od twardej struktury napoiny do miększego podłoża. Stwierdzono, że połączenie charakteryzuje się ciągłością strukturalną.

SŁOWA KLUCZOWE: Direct Energy Deposition, mikrostruktura połączenia Stellite 1 i WCL, mikrotwardość połączenia Stellite 1 i WCL

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2025.12.10

 

* Artykuł recenzowany

ABSTRACT: The article analyses the dimensional chain of longitudinal clearance in a third-generation combined bearing hub with a tapered bearing. It presents the tolerances of longitudinal clearance components for total interchangeability and the tolerance of the closing component for partial interchangeability. The abrasive machining process of the outer flange ring and inner flange ring is presented. The machines, machining bases and abrasive materials used, together with conditioning tools, are described.

KEYWORDS: rolling bearings, bearing hubs, axial clearance, total interchangeability, partial interchangeability

STRESZCZENIE: W artykule poddano analizie łańcuch wymiarowy luzu wzdłużnego zespolonej piasty łożyskowej trzeciej generacji z łożyskiem stożkowym. Przedstawiono tolerancje ogniw składowych luzu wzdłużnego dla zamienności całkowitej i tolerancję ogniwa zamykającego dla zamienności częściowej. Przedstawiono proces obróbki ściernej pierścienia zewnętrznego kołnierzowego i wewnętrznego kołnierzowego. Opisano maszyny, bazy obróbkowe oraz użyte materiały ścierne wraz z narzędziami kondycjonującymi.

SŁOWA KLUCZOWE: łożyska toczne, piasty łożyskowe, luz wzdłużny, zamienność całkowita, zamienność częściowa

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2025.12.11

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE:

Porównano trzy hybrydowe technologie łączące procesy przyrostowe i ubytkowe w celu oceny ich przydatności do wytwarzania elementów metalowych. Analizie poddano jakość materiału, zużycie energii oraz dokładność geometryczną artefaktów ze stali nierdzewnej 316L.