Вплив застосування композитних матеріалів на трибологічні характеристики деталей газорозподільного механізму.
Автор: Река Ігор Миронович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Виготовлення деталей методом наплавлення (FDM) – це технологія, яка забезпечує вищу швидкість друку та стає все більш доступною порівняно з іншими методами 3D-друку [1]. Завдяки своїм добрим механічним властивостям, екологічності та біорозкладності, полімолочна кислота (PLA) широко використовується в численних сферах [2]. Однак PLA має деякі обмеження, такі як низька ударна в’язкість, чутливість до води та висока крихкість [3]. Цю проблему можна подолати, посилюючи основну масу матеріалу додаванням певних наповнювачів, що є зручним способом конструювання фізичних, механічних та теплових властивостей і, отже, покращення продуктивності. У роботі встановили, що сліди адгезійного зносу зменшилися в підшипниках, виготовлених з полімерного композиту з політетрафторетилену (ПТФЕ), армованого бронзою, завдяки хорошій зносостійкості бронзи. Результати трибологічних випробувань в представленій нашій роботі показали, що о міцність бронзи, орієнтація відбитка, а також, в деякій мірі, шарувата структура ковзних контактних поверхонь, мають значний вплив як на коефіцієнт тертя та зношування, а також на інші механічні властивості. Коефіцієнт тертя стає меншим, а зносостійкість більшою, особливо для бічних поверхонь порівняно з верхніми поверхнями. Таким чином, деталі, надруковані за допомогою 3D-друку, можна використовувати як підшипники, шестерні та втулки на низьких швидкостях. Об’єкти дослідження – процеси 3D-друку армованих термопластичних полімерів з використанням технологій FDM, які дозволяють значно підвищити механічні та трибологічні властивості. Предмет дослідження – процеси 3D-друку армованих термопластичних полімерів з використанням технологій FDM, які дозволяють значно підвищити механічні та трибологічні властивості. Мета і завдання дослідження. Дослідити можливість застосування деталей з композитних матеріалів, надрукованих методом 3D-друку в газорозподільчому механізмі атомобіля. Для досягнення поставленої мети слід розв’язати такі задачі: 1. Виготовити зразки для трибологічних випробовувань та випробовувань на розтяг, виготовлених за допомогою 3D-друку . 2. На отриманих зразках провести заплановані випробовування на розтяг та дослідження трибологічних властивостей. 3. Провести аналіз результатів випробобувань і зробити висновки про можливість промислового використання при виготовленні деталей газорозподільчого механізму автомобілів. Основні результати. Зроблена оцінка трибологічних та механічних властивостей композитного матеріалу бронза/PA (Nylon), надрукованого методом 3D-друку. Міцність бронзи та орієнтація відбитка мають значний вплив на коефіцієнт тертя та на процес зношування деталей і на інші механічні властивості. Оптимізовані надруковані деталі на 3D-принтері FDM, такі як: підшипники, шестерні, втулки, можно використовувати для промислового застосування. 1. Vaezi M, Seitz H, Yang S (2013) A review on 3D micro-additive manufacturing technologies. Int J Adv Manuf Technol 67:1721–1754. https://doi.org/10.1007/s00170 012-4605-2 2. Serra T, Planell JA, Navarro M (2013) High-resolution PLA-based composite scaffolds via 3-D printing technology. Acta Biomater 9:5521–5530. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2012.10.041 3. Bajpai PK, Singh I, Madaan J (2013) Tribological behavior of natural ber reinforced PLA composites. Wear 297:829–840. https://doi.org/10.1016/ j.wear. 2012.10.019