Login for students

Login for employees

Publication detail

The effect of filling density on flammability and mechanical properties of 3D-printed carbon fiber-reinforced nylon
Authors: Zarybnicka Lucie | Machotová Jana | Pagac Marek | Rychly Jozef | Vykydalova Anna
Year: 2023
Type of publication: článek v odborném periodiku
Name of source: Polymer Testing
Publisher name: Elsevier Science
Place: Oxford
Page from-to: 107944
Titles:
Language Name Abstract Keywords
cze Vliv hustoty výplně na hořlavost a mechanické vlastnosti 3D tištěného nylonu vyztuženého uhlíkovými vlákny V popředí zájmu v oblasti aditivních technologií je 3D tisk vyztužených polymerních materiálů, který poskytuje produkty vynikajících fyzikálních a mechanických vlastností. Pro zajištění materiálových, časových a finančních úspor se často připravují 3D objekty se sníženou hustotou výplně. Předkládaná práce si klade za cíl studovat vliv různých úrovní hustoty výplně (18, 42 a 62 % s použitím vzoru voštinové výplně) na rozdíl od 100% pevné výplně u materiálů z polyamidu 6.6 vyztužených uhlíkovými vlákny zpracovaných Fused Filament Fabrication na jejich hořlavost a mechanické vlastnosti. Současně byl také hodnocen vliv komerční přísady zpomalující hoření na hustotu výplně. Hořlavost a mechanické vlastnosti 3D tištěných materiálů byly hodnoceny konickým kalorimetrem a tahovými a ohybovými zkouškami. Bylo zjištěno, že snížení hustoty výplně vedlo k výraznému poklesu mechanických vlastností (asi o 40-50 % u tahového a ohybového namáhání) a také ke zhoršení odolnosti proti hoření (asi o 50-70 % kratší doba hoření), bez jednoznačné korelace s příslušnou použitou úrovní hustoty výplně. Pokud jsou upřednostňovány významné ekonomické úspory, je výhodné, aby 3D objekty navržené s nízkou úrovní hustoty výplně (18 nebo 42 %) byly vyrobeny z nylonu stabilizovaného přísadou zpomalující hoření, což vede k přijatelným ohnivzdorným vlastnostem. 3D tisk; hustota výplně; nylon; retardér hoření; uhlíkové vlákno; konický kalorimetr
eng The effect of filling density on flammability and mechanical properties of 3D-printed carbon fiber-reinforced nylon 3D printing of reinforced polymeric materials, which provides products of excellent physical and mechanical properties, is at the forefront of interest in the field of additive technologies. To ensure material, time, and financial savings, 3D objects having reduced filling density are frequently prepared. The presented work aims to study the effect of different levels of filling density (18, 42, and 62% using a honeycomb filling pattern) in contrast to 100% solid fill of carbon fiber-reinforced polyamide 6.6 materials processed by Fused Filament Fabrication on their flammability and mechanical properties. Concurrently, the effect of a commercial flame retardant additive concerning the filling density was also evaluated. The flammability and mechanical properties of the 3D printed materials were evaluated according to cone calorimeter measurements, and tensile and bending tests, respectively. It was found that the reduction in the filling density led to a pronounced decrease in me-chanical properties (of about 40-50% for tensile and bending stress) and also to the deterioration of flame resistance (of about 50-70% shorter burning time), with no unambiguous correlation with the respective filling density level used. If significant economic savings are preferred, 3D objects designed with low levels of filling density (18 or 42%) are advantageous to be manufactured from nylon stabilized with a flame retardant additive, resulting in acceptable fire-resistant properties. 3D printing; Filling density; Nylon; Flame retardant; Carbon fiber; Cone calorimeter

Departments

Other Parts

Map

en.mapy.cz

Services

Popular Links

© 2023 University of Pardubice, Studentská 95, 532 10 Pardubice 2
Phone: +420 466 036 111, 466 036 112, 466 036 113
Webmaster, RSS
Data box ID: f5vj9hu
Accessibility Statement
CC BY-NC-ND 4.0Creative CommonsAttributionNonCommercialNoDerivatives