Use of rapid prototyping technology in complex plastic structures Part II. Impact of operating conditions on functional properties of polymer harmonic drives

Jacek Pacana; Rafał Oliwa

doi:10.14314/polimery.2019.3.7

Data publikacji : 2021-01-12

Tom 64 Nr 3 (2019)

Zastosowanie technologii szybkiego prototypowania skomplikowanych konstrukcji z tworzyw polimerowych Cz. II. Wpływ warunków pracy na właściwości funkcjonalne polimerowych napędów harmonicznych

Jacek Pacana Rafał Oliwa

DOI: https://doi.org/10.14314/polimery.2019.3.7

Abstrakt

Badano wpływ warunków eksploatacyjnych kół podatnych zębatej przekładni falowej na właściwości fizyczne oraz mechaniczne powierzchni zębów. Zzastosowaniem druku 3D z kopolimeru poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styren)(ABS) oraz polilaktydu (PLA) wykonano modele badawcze, które poddano przyspieszonemu starzeniu promieniami UV, przeprowadzono też badania stanowiskowe. Właściwości zębów otrzymanych kół zębatych charakteryzowano na podstawie twardości i temperatury mięknienia Vicata, analizy powierzchni z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz stopnia degradacji tworzywa oznaczonego za pomocą spektroskopii IR. Stwierdzono, że warunki środowiskowe oraz eksploatacja zębatej przekładni falowej nie wpływają w istotnym stopniu na wartości temperatury Vicata i twardość powierzchni zębów. Analiza AFM wykazała, że w wyniku współpracy powierzchnia zębów się wygładziła. Średnia wartość chropowatości Ra kół zębatych wykonanych, odpowiednio, z ABS i PLA zmniejszyła się ze 110,0 do 54,6 nm oraz ze 23,9 do 17,0 nm. Ponadto, moduł Derjaguina-Mullera-Toporova (DMT) powierzchni elementów wykonanych z ABS oraz PLA również się zmniejszył, odpowiednio, z 10,0 do 3,0 GPa oraz z 4,5 do 2,2 GPa, co wskazuje na destrukcyjny wpływ promieniowania UV i podwyższonej wilgotności, potwierdzony metodą spektroskopii IR.

Słowa kluczowe

harmonic drive ; ABS ; PLA ; functional properties ; AFM ; degradation ; rapid prototyping napęd harmoniczny ; ABS ; PLA ; właściwości użytkowe ; AFM ; degradacja ; szybkie prototypowanie

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Pacana, J., & Oliwa, R. (2021). Zastosowanie technologii szybkiego prototypowania skomplikowanych konstrukcji z tworzyw polimerowych Cz. II. Wpływ warunków pracy na właściwości funkcjonalne polimerowych napędów harmonicznych. Polimery, 64(3), 216–223. https://doi.org/10.14314/polimery.2019.3.7

Bibliografia

Bellini A., Shor L., Guceri S.I.: Rapid Prototyping Journal 2005, 11, 214.

[2] Sęp J., Budzik G.: Mechanik 2015, 88, 169.

[3] Siemiński P., Budzik G.: „Techniki przyrostowe. Druk 3D. Drukarki 3D”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2015.

[4] Pacana J., Markowska O.: Przegląd Mechaniczny 2017, 11, 12.

[5] Pacana J.: „Analiza nośności przekładni zębatych z wykorzystaniem MES”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2018.

[6] Dziubek T.: Polimery 2018, 63, 49. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2018.1.8

[7] Diaz L.A.: International Journal of Engineering Education 2007, 23, 411.

[8] Kannan S., Senthilkumaran D., Elangovan K.: International Conference on Current Trends in Engineering and Technology (ICCTET) 2013, Coimbatore, India.

[9] Kutikov A.B., Reyer K.A., Song J.: Macromolecular Chemistry and Physics 2014, 215, 2482. https://doi.org/10.1002/macp.201400340

[10] Tekinalp H.L., Kunc V., Velez-Garcia G.M. et al.: Composites Science and Technology 2014, 105, 144. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2014.10.009

[11] Ning F., Cong W., Qiu J. et al.: Composites Part B 2015, 80, 369. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.06.013

[12] Tobie T., Hippenstiel F., Mohrbacher H.: Metals 2017, 7, 415. http://dx.doi.org/10.3390/met7100415

[13] Nemoto R., Tamura E., Seyama N., Tanaka E.: International Conference on Gears 2017/International Conference on Gear Production/International Conference on High Performance Plastic Gears 2017, 1, 1133 and 2017, 2, 2294, D I-V D E - Verlag Gmbh, 2017.

[14] Gorla C., Conrado E., Rosa F., Concli F.: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 2018, 232, 998. https://doi.org/10.1177/0954406217695846

[15] Łazarz B., Wojnar G., Czech P.: Eksploatacja i Niezawodność 2011, 1, 68.

[16] Pacana J., Oliwa R.: Polimery 2019, 64, 56. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2019.1.7

[17] de Oliveira G.C., Pereira L.C., Silva A.L. et al.: Journal of Solid State Electrochemistry 2018, 22, 1607. https://doi.org/10.1007/s10008-018-3897-z

[18] Li J., Chen F., Yang L. et al.: Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2017, 184, 361. http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2017.04.075

[19] Rajan V.V., Wäber R., Wieser J.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 124, 4007. https://doi.org/10.1002/app.34560

[20] Motyakin M.V., Schlick S.: Polymer Degradation and Stability 2002, 76, 25. https://doi.org/10.1016/S0141-3910(01)00262-2

[21] Gardette M., Thérias S., Gardette J.L. et al.: Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 616. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.12.023

[22] Dalai S., Wenxiu C.: Journal of Applied Polymer Science 2002, 86, 553. https://doi.org/10.1002/app.10829

[23] Rasselet D., Ruellanac A., Guinaulta A. et al.: European Polymer Journal 2014, 50, 109. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2013.10.011

[24] Ndazi B.S., Karlsson S.: eXPRESS Polymer Letters 2011, 5, 119. http://dx.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2011.13

[25] Chlanda A., Rebis J., Kijeńska E. et al.: Micron 2015, 72, 1. https://doi.org/10.1016/j.micron.2015.01.005

Google Scholar

Wskaźniki altmetryczne

Cytowania w Google Scholar

Statystyki

Total abstract views : 0

PDF Downloads : 0

Jacek Pacana pacanaj@prz.edu.pl

Afiliacja
Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Department of Mechanical Engineering, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

Rafał Oliwa

Afiliacja
Rzeszów University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Polymer Composites, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland