Optimization of 3D Printed Rapid Prototype Deep Drawing Tools for Automotive and Railway Sheet Material Testing
Loading...
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
MDPI
Abstract
ENG: The main objective of this research is to identify optimal printing strategies and PLA
(polylactic acid) filament materials to produce rapid prototype deep drawing tools. Additive 3D
printing technologies have been applied for a long time to produce tools, but the research is unique
in that it uses conventional and various reinforced PLA materials with conventional FDM (Fused
Deposition Modeling) printers. The advantage of this method is that PLA is easy to print and recycle
and does not require expensive or special printers, this also gives the article its novelty. A further aim
was to produce the tools using commercially available low-end printers. DX53D 0.8 mm thick body
steel and AlMg3 2.5 mm thick sheet were the materials to be molded for the tests. The test tool was
an Erichsen deep drawing punch. Tool wear was tested using the GOM ATOS measuring system, an
optical coordinate measuring machine based on the DIC (Digital Image Correlation) principle, which
is also popular in the automotive industry. The study aims to determine the 3D printing and material
parameters that can safely produce a minimum batch of 100 parts.
UKR: Головною метою цього дослідження є визначення оптимальних стратегій друку та матеріалів з PLA (полілактиду) для виготовлення прототипних пристроїв глибокого просочення. Додаткові технології 3D-друку вже довгий час використовуються для виготовлення пристроїв, але у даному дослідженні унікальним є використання звичайних і різноманітних армованих матеріалів з PLA звичайними принтерами FDM (Fused Deposition Modeling). Перевагою цього методу є те, що PLA легко друкується та переробляється і не потребує вартісних або спеціальних принтерів, що також надає дослідженню певну новизну. Додатковою метою було виготовлення пристроїв з використанням комерційно доступних простих принтерів. Для випробувань використовувалися сталь DX53D товщиною 0.8 мм і алюмінієвий лист AlMg3 товщиною 2.5 мм. Як тестовий використовувався пристрій для глибокого просочення за методом Еріхсена. Зношування контролювали з використанням системи вимірювання GOM ATOS, оптичного координатного вимірювального пристрою на основі принципу цифрової кореляції зображень DIC (Digital Image Correlation), який також поширений в автомобільній промисловості. Метою дослідження є визначення параметрів 3D-друку та матеріалів, які забезпечують безпечне виготовлення мінімальної партії зі 100 деталей.
UKR: Головною метою цього дослідження є визначення оптимальних стратегій друку та матеріалів з PLA (полілактиду) для виготовлення прототипних пристроїв глибокого просочення. Додаткові технології 3D-друку вже довгий час використовуються для виготовлення пристроїв, але у даному дослідженні унікальним є використання звичайних і різноманітних армованих матеріалів з PLA звичайними принтерами FDM (Fused Deposition Modeling). Перевагою цього методу є те, що PLA легко друкується та переробляється і не потребує вартісних або спеціальних принтерів, що також надає дослідженню певну новизну. Додатковою метою було виготовлення пристроїв з використанням комерційно доступних простих принтерів. Для випробувань використовувалися сталь DX53D товщиною 0.8 мм і алюмінієвий лист AlMg3 товщиною 2.5 мм. Як тестовий використовувався пристрій для глибокого просочення за методом Еріхсена. Зношування контролювали з використанням системи вимірювання GOM ATOS, оптичного координатного вимірювального пристрою на основі принципу цифрової кореляції зображень DIC (Digital Image Correlation), який також поширений в автомобільній промисловості. Метою дослідження є визначення параметрів 3D-друку та матеріалів, які забезпечують безпечне виготовлення мінімальної партії зі 100 деталей.
Description
S. Fischer: ORCID 0000-0001-7298-9960,
A. Németh: ORCID 0000-0002-3477-6902,
M. Sysyn: ORCID 0000-0001-6893-0018,
D. Kurhan: ORCID 0000-0002-9448-5269
Keywords
3D printing, FDM, advanced PLA, deep drawing, additive manufacturing, rapid tooling, Erichsen test, 3D-друк, високоякісний PLA, глибоке просочення, адитивне виробництво, швидке виготовлення пристроїв, тест Еріхсена, КТІ
Citation
Szalai S., Herold B., Kurhan D., Németh A., Sysyn M., Fischer S. Optimization of 3D Printed Rapid Prototype Deep Drawing Tools for Automotive and Railway Sheet Material Testing. Infrastructures. 2023. Vol. 8, Iss. 3. DOI: 10.3390/infrastructures8030043.