Застосування адитивних технологій для відновлення та зміцнення відповідних деталей друкарського обладнання

Автор(и)

  • М.А. Зенкін Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ
  • О.М. Ремезовський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ
  • В.О. Кохановський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ

DOI:

https://doi.org/10.33216/1998-7927-2025-293-7-31-39

Ключові слова:

адитивні технології, 3D-друк, друкарське обладнання, відновлення деталей, зміцнення вузлів, полімерні матеріали

Анотація

Стаття присвячена дослідженню можливостей застосування адитивних технологій для відновлення та зміцнення відповідальних деталей друкарського обладнання. Автори аналізують ефективність методів 3D-друку у забезпеченні технічної надійності та прискоренні ремонтних процесів. Актуальність дослідження зумовлена зростаючою потребою у гнучких, швидких та економічно ефективних рішеннях для відновлення зношених або недоступних комплектуючих у поліграфічному виробництві. В умовах інтенсивної експлуатації машин та відсутності необхідних запчастин на складах, впровадження адитивного виробництва дозволяє мінімізувати простої, уникнути тривалого циклу виготовлення через традиційне лиття або механічну обробку та підвищити загальну стійкість виробничих процесів. Метою дослідження є обґрунтування ефективності використання технологій адитивного виробництва для створення ремонтних деталей друкарських машин із високими вимогами до геометричної точності, механічної міцності та зносостійкості, а також розробка рекомендацій щодо їх застосування на практиці. У дослідженні використано експериментальну методику, що включала виготовлення тестових зразків деталей із композитних полімерів та поліамідного порошку за допомогою технологій FDM та SLS. Виконано механічні випробування на вигин, зносостійкість і вібраційну стійкість, а також проведено метрологічний аналіз точності. У результаті встановлено, що застосування FDM-друку з композитними матеріалами дозволяє зменшити вагу деталей до 20% при збереженні їх міцності на рівні металевих аналогів. Технологія SLS забезпечує високу точність (до ±0,05 мм) і стабільність розмірів деталей складної конфігурації. Дослідження також продемонструвало, що використання сучасних технологій, як-от Arburg Plastic Freeforming (AKF), розширює можливості застосування стандартних промислових гранул у 3D-друці, що суттєво знижує витрати. Перспективи подальших досліджень пов’язані з удосконаленням стандартів якості для адитивного виготовлення поліграфічних компонентів, розробкою нових термостійких композитів та впровадженням цифрових бібліотек моделей деталей у сервісному обслуговуванні друкарського обладнання.

Посилання

1. Torims T., Ratkus A., Pikurs G., Vedani M., Romano T., Gruber S., Lopez E., Marquardt F., Lauer H., Weinmann M., Obrados D., Delerue N., Vretenar M. Perspectives and recent achievements on additive manufacturing technologies for accelerators. Proceedings of the 14th International Particle Accelerator Conference (IPAC'23). 2023. p. 4960–4963. https://doi.org/10.18429/JACoW-IPAC2023-THPM031

2. Сідельник В. М., Зварич Н. М. Технологічність виробу у адитивному виробництві. Матеріали ХІІІ Міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів «Актуальні задачі сучасних технологій». Тернопіль, 11–12 грудня 2024 року. С. 121–122.

3. Гаращенко Я. М. Удосконалення технологічної підготовки адитивного виробництва складних виробів: монографія. Харків: НТУ «ХПІ», 2023. 388 с.

4. Поліщук А., Поліщук О., Лісевич С., Урбанюк Є., Рубанка М. Композиційні суміші на основі синтетичних полімерів і наповнювачів та обладнання для 3D-друку ними. Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. 2023. № 319(1). С. 252–262. DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2023-319-1-252-262.

5. Izgin G. Implementation of Additive Manufacturing Technology. Mälardalen University, School of Innovation, Design and Engineering. 2024. 37 p. URL: http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1868331/FULLTEXT01.pdf

6. Дубницький В. І., Захарченко В. І. Формування сучасного високотехнологічного промислового виробництва в межах реалізації концепції «Індустрія 4.0». Економіка та регіон. 2024. № 6. С. 10–20. DOI: https://doi.org/10.15276/ ETR.06.2024.1.

7. Лісова Р. М. Застосування адитивних технологій у виробництві та їхній вплив на бізнес-процеси. Держава та регіони. 2019. № 5. С. 123–128. DOI: https://doi.org/10.32840/1814-1161/2019-5-22/

8. Македон В. В., Холод О. Г., Ярмоленко Л. І. Модель оцінки конкурентоспроможності високотехнологічних підприємств на засадах формування ключових компетенцій. Академічний огляд. 2023. № 2 (59). C. 75-89. DOI: 10.32342/2074-5354-2023-2-59-5.

9. Duncan B.P., Smith M.A. Practical application of additive manufacturing for extreme environments. MRS Communications. 2025. Vol. 15. P. 81–89. https://doi.org/10.1557/s43579-024-00682-w

10. Коротков С. С., Кузьміч І. Б., Лащевська Н. О., Волошин В. В. Інтеграція камери в систему FDM-друку для покращення якості друку. Телекомунікації та інформаційні технології. 2024. № 1. С. 45–52. DOI: https://doi.org/10.31673/2412-4338.2024.049908.

11. Wilson S., Thomas R., Mary N., Bosco E. T., Gopinath A. Development and fabrication of fused deposition modelling 3D printer. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. 1132. 012019. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1132/1/012019

12. Kepka M., Zetek M., Zetková I., Bakir Y. Applications of additive technologies in the maintenance of machinery and equipment. Procedia Structural Integrity. 2024. Vol. 54. P. 59–66. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2024.01.056.

13. Formlabs. What is selective laser sintering (SLS)? Formlabs. URL: https://formlabs.com/global/blog/ what-is-selective-laser-sintering/?srsltid= AfmBOop_BBDUx0geDz1bIUfIuEgHT62np_y9T3MMC-LAiIxUzsHBTwuz (дата звернення: 10.07.2025).

14. Мейта Д. Р., Лашина Ю. В. Порівняння адитивних та субтрактивних технологій виготовлення металевих деталей. Інновації молоді в машинобудуванні. 2021. № 3. DOI: https://doi.org/10.20535/2708-3926.2021.3.231654.

15. Македон В. В., Байлова О. О. Планування і організація впровадження цифрових технологій в діяльність промислових підприємств. Науковий вісник Херсонського державного університету. Серія «Економічні науки». 2023. Випуск 47. C. 16-26. DOI: 10.32999/ksu2307-8030/2023-47-3.

16. Stratasys. Офіційний вебсайт. URL: https://www.stratasys.com/en/ (дата звернення: 10.07.2025).

17. ARBURG. Офіційний вебсайт. URL: https://www.arburg.com/en/ (дата звернення: 10.07.2025).

18. Павленко П. М. Цифрові двійники адитивних технологій в металообробних галузях промисловості. У: Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем – 2024: матеріали науково-практичної конференції (м. Чернігів, 2024). Чернігів: НУ «Чернігівська політехніка», 2024. С. 139–141.

19. Makedon V., Myachin V., Plakhotnik O., Fisunenko N., Mykhailenko O. Construction of a model for evaluating the efficiency of technology transfer process based on a fuzzy logic approach. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2024. no 2(13(128)). p. 47-57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.300796.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-09-17