Investigation on production paramrters of additivelly manufactured ABS polymer gears

Abstract

The amount of wear and the load-bearing capabilities are important factors in the lifespan performance of gears. And those factors can be influenced by different 3D printing parameters in production. The objective of the research work was to analyze the material behaviour of printed Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) polymers for gears according to production parameters. Each printed specimen was tested several times and summarised the results by determining the average values. While the wear performance of the samples was highly influenced by the "Layer height" parameter, the load-bearing capacities of the printed samples were highly influenced by the amount of the "Infill pattern" production parameter. Finally, based on the carried out experimental tests, the ideal 3D printing parameters were decided to provide the highest load-bearing capacity and the lowest friction coefficient under compressive forces for 3D printed ABS polymer gears.

Величина зношування та несуча здатність є важливими факторами, що впливають на термін служби зубчастих передач. І ці чинники можуть впливати різні на параметри 3D друку у виробництві. В останні роки адитивне виробництво вважалося ефективною технологією виробництва, і з розвитком технологій воно зайняло важливе місце у виробничому секторі. процесу. Мета дослідження полягала в тому, щоб проаналізувати поведінку надрукованих акрилонітрил-бутадієн-стирольних (АБС) полімерів для зубчастих коліс залежно від виробничих параметрів. Кожен надрукований зразок тестували кілька разів і підсумовували результати, визначаючи середні значення. У той час як на зносостійкість зразків сильно впливав параметр «Висота шару», на несучу здатність друкованих зразків, сильно впливала величина виробничого параметра «Шаблон заповнення». Нарешті, на основі проведених експериментальних випробувань було прийнято рішення про ідеальні параметри 3D-друку, щоб забезпечити найвищу несучу здатність і найнижчий коефіцієнт тертя при стискаючих зусиллях для зубчастих коліс, надрукованих на 3D-принтері з АБС-пластика. Усі зразки були надруковані з різними комбінаціями параметрів друку, щоб проаналізувати вплив на поведінку зразка. В результаті, для прикладеного повного шляху ковзання найнижчі коефіцієнти стаціонарного тертя досягнуто для зразка ABS_5, μss = 0,133 в середньому. Іншим дуже важливим фактором для зубчастих коліс є несуча здатність друкованих зразків, яка була досліджена методом експериментальних випробувань на стиск. Параметри друку температури та висоти шару мали сумірний, але менший вплив, у той час як параметр малюнка заповнення справив найбільший вплив на несучу здатність надрукованих АБС-полімерних зразків. За результатами випробувань група зразків 2 витримала найбільше середнє максимальне зусилля F1= 5667 Н.