Досвід впровадження в учбовий процес сучасних технологій FDM 3D друку

Автор(и)

  • Петро Андрієнко Національний університет «Запорізька політехніка», Ukraine
  • Володимир Василевський Національний університет «Запорізька політехніка», Ukraine
  • Іван Вітцівський Національний університет «Запорізька політехніка», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2021.2.11

Ключові слова:

адитивне виробництво, 3D друк, термопластик, деталь, точність, моделювання

Анотація

Однією з найбільш поширених технологій адитивного виробництва є моделювання методом пошарового наплавлення Fused Deposition Modeling. В якості матеріалів для друку використовуються як стандартні матеріали, так і матеріали з покращеними характеристиками та композитні матеріали. Серед сфер застосування FDM друку основними є швидке прототипування а також дрібносерійне та серійне виробництво. Робота присвячена впровадженню технології FDM 3D друку в учбовий процес підготовки здобувачів освіти за спеціальністю 141 "Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка". Здійснено дослідження особливостей технології адитивного виробництва деталей електротехнічних пристроїв методом FDM друку. Виконаний друк деталей чотирьох типорозмірів із використанням пластиків акрилонітрил-бутадієн-стирол ABS+ та полілактид PLA, а саме каркасів трансформаторів струму у кількості 110 штук та корпусів датчиків у кількості 100 штук. Для друку використовувався FDM 3D принтер з кінематичною схемою XZ Head Y Bed з відкритою робочою камерою. Наведений аналіз дефектів готових виробів, основними дефектами є відхилення реальних розмірів та геометричної форми готових виробів. Розглянуті шляхи запобігання виникненню цих дефектів, а саме корекція розмірів моделі на етапі підготовки моделі до друку, мінімізація щільності заповнення моделі, використання країв в моделях, встановлення оптимальної температури робочої платформи та одночасний друк декількох виробів. Результати дослідження особливостей технології виробництва деталей електротехнічних пристроїв шляхом FDM друку дозволили розробити комплекс лабораторних робіт, присвячених вивченню основ сучасних технологій адитивного виробництва для здобувачів освіти спеціальності 141 "Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка".

Посилання

Gibson, Ian & Rosen, David & Stucker, Brent Additive manufacturing technologies: 3D printing, rapid prototyping, and direct digital manufacturing, second edition. Springer New York, 2015. – 498 p. doi: 10.1007/978-1-4939-2113-3

Androshchuk H.O. Adytyvni tekhnolohii: perspektyvy i problemy 3D-druku (II chastyna) [Additive technology: prospects and challenges of 3D-print (Second part) ] Nauka, tekhnolohii, innovatsii – Science, technology, innovation, 2017, No. 2 (2), pp. 29-36.

M. M. Hoque, M. M. H. Jony, M. M. Hasan and M. H. Kabir, "Design and Implementation of an FDM Based 3D Printer," 2019 International Conference on Computer, Communication, Chemical, Materials and Electronic Engineering (IC4ME2), 2019, pp. 1-5, doi: 10.1109/IC4ME247184.2019.9036538

X. Li et al., "Analysis of Morphology and Electrical Insulation of 3D Printing Parts," 2018 IEEE International Conference on High Voltage Engineering and Application (ICHVE), 2018, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICHVE.2018.8642096

J. Yang, Z. Zhao and S. Park, "Evaluation of directional me-chanical properties of 3D printed polymer parts," 2015 15th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS), 2015, pp. 1952-1954, doi: 10.1109/ICCAS.2015.7364685.

F. Decuir, K. Phelan and B. C. Hollins, "Mechanical Strength of 3-D Printed Filaments," 2016 32nd Southern Biomedical Engineering Conference (SBEC), 2016, pp. 47-48, doi: 10.1109/SBEC.2016.101

H. Stakhiv, O. Solomchak, P. Lasek and M. Stepien, "FEM Simulation and Analysis of a Concept 3D Printed Electric Motor with Permanent Magnets," 2021 IEEE 19th International Power Electronics and Motion Control Conference (PEMC), 2021, pp. 656-660, doi: 10.1109/PEMC48073.2021.9432529

X. Aeby, R. v. Dommelen and D. Briand, "Fully FDM 3D Printed Flexible Capacitive and Resistive Transducers," 2019 20th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems & Eurosensors XXXIII (TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII), 2019, pp. 2440-2443, doi: 10.1109/TRANSDUCERS.2019.8808268

A. Tanwilaisiri, R. Zhang, Y. Xu, D. Harrison and J. Fyson, "A manufacturing process for an energy storage device using 3D printing," 2016 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), 2016, pp. 888-891, doi: 10.1109/ICIT.2016.7474869

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-09