Grant/Projek zakończony
Analiza wydruków 3D za pomocą metody elementów skończonych
Kierownik projektu: Krzysztof Bobrowski
Politechnika Gdańska
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa
Gdańsk
Data otwarcia: 2016-08-16
Data zakończenia: 2023-02-09
Streszczenie projektu
Celem projektu jest zastosowanie metody elementów skończonych do obliczania detali mechanicznych powstałych za pomocą wydruków 3D. Stworzona metoda obliczeniowa pozwoliłaby na optymalizację wydruków 3D w oparciu o kryterium wytrzymałościowe. Dzięki zastosowaniu metody obliczeniowej możliwe stałoby się określenie charakterystycznych parametrów wydruku tj. kształt, orientacja przejść drukarki czy stopnia wypełnienia już na etapie projektowym bez konieczności przeprowadzania prób wytrzymałościowym w środowisku laboratoryjnym. Dodatkową zaletą jest możliwość zastąpienia w konstrukcjach mechanicznych detali z tworzyw sztucznych bądź stali częściami wydrukowanymi w środowisku 3D, które charakteryzują się znacznie niższą ceną przy produkcji małoseryjnej oraz brakiem ograniczeń projektowanych kształtów. Istnieje możliwość projektowania części o geometrii złożonej niemożliwej do wytworzenia klasycznymi metodami obróbki, które charakteryzują się przybliżonymi parametrami wytrzymałościowymi oraz znaczną redukcją masy (np. geometrie ażurowe).
Materiał opisany będzie na dwóch poziomach: makro oraz mikro. Na poziomie mikro, rozpatrywany będzie element z zamodelowaną mikrostrukturą wydruku: wyszczególnione warstwy wydruku wraz z pojedynczymi przejściami. Na poziomie makro, zachowanie materiału opisane zostanie w sposób uproszczony. Na obu poziomach zachowanie materiału zostanie opisane w sposób nieliniowy.
W projekcie badania numeryczne zostaną przeprowadzone w środowisku obliczeniowym Abaqus, które będą porównane z wynikami pomiarów rzeczywistych. Otrzymane wyniki zostaną następnie wykorzystane w pracy doktorskiej.
Materiał opisany będzie na dwóch poziomach: makro oraz mikro. Na poziomie mikro, rozpatrywany będzie element z zamodelowaną mikrostrukturą wydruku: wyszczególnione warstwy wydruku wraz z pojedynczymi przejściami. Na poziomie makro, zachowanie materiału opisane zostanie w sposób uproszczony. Na obu poziomach zachowanie materiału zostanie opisane w sposób nieliniowy.
W projekcie badania numeryczne zostaną przeprowadzone w środowisku obliczeniowym Abaqus, które będą porównane z wynikami pomiarów rzeczywistych. Otrzymane wyniki zostaną następnie wykorzystane w pracy doktorskiej.
Publikacje
- Krzysztof Bobrowski, Wiktoria Wojnicz, Krzysztof Lipinski, Numerical analysis of mechanical properties of an infill structure used in 3D printings oriented on formulation of a simplified model of the infill, Inżynieria Materiałowa 1, (2018) brak informacji
- Krzysztof Bobrowski, Wiktoria Wojnicz and Krzysztof Lipinski, Numerical modelling of 3D printout using line (1D) elements, XXIII International Symposium, Research-Education-Technology, Stralsund 1, (2017) 15-22
- K.Bobrowski, W.Wojnicz, K.Lipiński , Analiza numeryczna własności mechanicznych wypełnienia wydruku 3D oraz tworzenie modelu uproszczonego, Techniki Komputerowe w Inżynierii XIII, (2016) 000
- M. Chodnicki, K. Bobrowski, G. Szubrycht, M. Szafraniec, Mechanical properties of products manufactured by plasticized polymer material, XXIV International Symposium, Research-Education-Technology Gdansk -, (2019) -
- Krzysztof Bobrowski, Metody analizy wytrzymałości konstrukcji wykonanych za pomocą technologii przyrostowej FDM i ich zastosowanie do warunków pracy przekładek okien podwodnych, Rozprawa doktorska 1, (2022) 1