RESISTANCE TO BENDING OF 3D PRINTED PRODUCTS REINFORCED WITH CONTINUOUS CARBON FIBER
- Autores: Torubarov I.S.1, Drobotov A.V.1, Makarov A.M.1, Kukhtik M.P.1
-
Afiliações:
- Volgograd State Technical University
- Edição: Nº 10 (172) (2025)
- Páginas: 23-30
- Seção: Additive technologies and laser processing
- URL: https://bakhtiniada.ru/2223-4608/article/view/349989
- DOI: https://doi.org/10.30987/2223-4608-2025-10-23-30
- ID: 349989
Citar
Texto integral
Resumo
The use of additive technologies in the production of parts for drone aircrafts has a number of advantages. Modern research confirms the need for mandatory verification of the strength properties of UAV components produced using additive manufacturing. This paper presents the results of tests for static bending of composite products obtained on Stereotech Fiber 530 V5 additive installations using three- and five-axis volumetric printing with continuous fiber reinforcement. To study the behavior of reinforced samples under the combined action of bending and interlaminar shear, static bending tests were performed in accordance with State Standard R 56810-2015. Seven groups of samples with different layer arrangements and reinforcement structures with PA6 thermoplastic in the form of a matrix material and reinforcement with Contifiber CPA filament based on Umatex UMT42S-3K filament were produced for testing. Different amounts of reinforcing filament were used for reinforcement. The samples were tested on a universal machine TRM-S 10 A1 with a device for testing three-point bending. The calculated values of the following strength indicators are given: tensile yield strength, interlaminar shear strength, flexural modulus of elasticity and interlaminar shear modulus. Diagrams of sample application of load during static bending tests are presented. It has been proved that the five-axis technology of additive manufacturing of reinforced products makes it possible to achieve an increase in the tensile strength under static bending from 1,5 to 2,5 times and a shear modulus from 2 to 4 times for products manufactured using the technology of five-axis printing with continuous fiber reinforcement of 10...20 % of the volume, compared with non-reinforced printed products and printed products reinforced by traditional three-axis technology.
Palavras-chave
Sobre autores
Ivan Torubarov
Volgograd State Technical University
Email: s_anakhov@yahoo.com
ORCID ID: 0000-0003-4958-7116
Aleksei Drobotov
Volgograd State Technical University
Email: s_anakhov@yahoo.com
ORCID ID: 0000-0003-1148-0495
Alexey Makarov
Volgograd State Technical University
Email: s_anakhov@yahoo.com
ORCID ID: 0000-0001-5617-8738
Mikhail Kukhtik
Volgograd State Technical University
Autor responsável pela correspondência
Email: s_anakhov@yahoo.com
ORCID ID: 0000-0002-7258-6624
Bibliografia
Власов А.И., Гараев А.В., Захарова В.О., Селиванов К.В., Чернышов Д.Д. Методика профилизации беспилотных летательных аппаратов на основе аддитивных технологий // Надежность и качество сложных систем. 2023. № 4 (44). С. 95–110. doi: 10.21685/2307-4205-2023-4-9. EDN FCSGIV Григорьянц А.Г., Лутченко А.В. Современные проблемы развития аддитивных технологий в машиностроении // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2022. № 8 (134). С. 27–30. doi: 10.30987/2223-4608-2022-8-27-30. EDN CAWHSG Торубаров И.С., Дроботов А.В., Гущин И.А., Вдовин Д.С., Плотников А.Л., Яковлев А.А. Аддитивное производство изделий с пространственным армированием непрерывным волокном // Frontier Materials & Technologies. 2022. № 2. 13 с. URL: https://www.vektornaukitech.ru/jour/article/view/429/401 (дата обращения: 10.05.2025). doi: 10.18323/2782-4039-2022-2-92-104. EDN PCDAZE Кулаков К.С., Крылов Ю.П., Красников В.И. Применение аддитивных технологий для прототипирования и изготовления составных частей БПЛА // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2024. № 5–6 (191–192). С. 130–136. doi: 10.53816/23061456_2024_5-6_130. EDN YFSPQS Навроцкий Р.А., Москвитин Г.В., Полежаев Э.Р. Исследование прочности элементов квадрокоптера, созданных по аддитивной технологии / В сборнике: XXXIV Международная инновационная конференция молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения. Сборник трудов конференции. 2022. С. 319−325. EDN HRKJJY Dams B., Chen B., Kaya Y.F., Shepherd P., Kovac M., Ball R.J. The rise of aerial additive manufacturing in construction: a review of material advancements // Frontiers in Materials 2025. Vol. 11. № 1458752. doi: 10.3389/fmats.2024.1458752 Терещенко Т.С., Орехов А.А., Рабинский Л.Н. Исследование статических и динамических физико-механических характеристик стали, изготовленной методом послойного лазерного спекания // Труды МАИ. 2025. № 140. EDN SHCSDM Тарнопольский Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков. М.: Химия. 1981. 271 с. Avdeev A.R., Shvets A.A., Guschin I.A., Torubarov I.S., Drobotov A.V., Makarov A.M., Plotnikov A.L., Serdobintsev Y.P. Strength Increasing Additive Manufacturing Fused Filament Fabrication Technology, Based on Spiral Toolpath Material Deposition // Machines. 2019. Vol. 7, Issue 3. 18 p. URL: https://www.mdpi.com/2075-1702/7/3/57. doi: 10.3390/machines7030057 Багмутов В.П., Захаров И.Н. Сопротивление материалов. Конспект лекций, тетрадь первая: учеб. пособие / ВолгГТУ. Волгоград, 2015. 91 с. Савкин А.Н., Водопьянов В.И., Кондратьев О.В., Седов А.А. Основы расчетов на прочность и жесткость типовых элементов конструкций: учеб.-метод. пособие / ВолгГТУ. Волгоград, 2019. 252 с. Михеев П.В., Муранов А.Н., Гусев С.А. Экспериментальное определение модуля межслоевого сдвига слоистого углепластика // Конструкции из композиционных материалов. 2015. № 4 (140). С. 46–50. EDN VOKSXD
Arquivos suplementares


