33 research outputs found
Type locality of the Mutne Sandstone Member of the Jaworzynka Formation, Western Outer Carpathians, Poland
The Mutne Sandstone Member occurs within the Jaworzynka Formation of the Magura Nappe deposits, typical for the western marginal Siary subunit. In the area north of Jeleśnia it is represented by the thick sandstone complex. Typical and complete profile of this division is located in Mutne village next to Jeleśnia, on the slope of Janikowa Grapa Mt. This locality represents the type section for the Mutne Sandstone Member, while three others: Jaworzynka, Rychwałdek and Kuków-Rzyczki serve as reference sections. The age of the Mutne Sandstone Member was determined as Maastrichtian-Palaeocene; but only Maastrichtian is documented by foraminiferal assemblages. The Palaeocene age comes however from the superposition of this lithosom within the Magura
Nappe profile. The Campanian/Maastrichtian-Palaeocene complex of Siary Subunit deposits provides the perfect
example for application of supersequences to the Western Flysch Carpathian basin. It fits the Upper Zuni IV
supersequence and global time slice. The Mutne type locality is also a prime geotourist attraction and object of
inanimated nature proposed for protection
The Place of 3D Printing in the Manufacturing and Operational Process Based on the Industry 4.0 Structure
The article presents the place of 3D printing in the manufacturing and operational process. It analyzes selected incremental technologies in the product life cycle. It describes selected processes for testing the properties of materials used in 3D printing, including accelerated aging tests and simulation of operating conditions. Areas of application of 3D printing were defined, starting from design and prototype development through manufacturing of technological tools and finally finished products. Design criteria of additivelymanufactured elements in relation to the exploitation process are discussed. A methodology for the development of 3D-CAD models of manufactured elements, software processing of data and data storage format for manufacturing products and spare parts is presented. The assumptions of repair procedures based on the production of spare parts by means of 3D printing in relation to data circulation compatible with the idea of Industry 4.0 structure have been adopted
Kompozycje nienasyconych żywic poliestrowych stosowane na warstwy licowe laminatów
Hybrid composites of unsaturated polyester resin with the addition of glass microspheres and bentonite modified with a quaternary ammonium salt were obtained. The content of bentonite in composites was 3 wt %, while glass microspheres varied in the range of 5–15 wt %. The effect of the addition of glass microspheres on the rheological and mechanical properties of unsaturated polyester resin composites containing modified bentonite was investigated. On the basis of the obtained results, it was found that the optimum content of glass microspheres in polyester composites at which a clear increase in the value of most mechanical parameters was achieved, is 15 wt %. The Young’s modulus, flexural modulus, tensile strength, and Charpy impact strength increased by 14.7, 38.7, 17.7 and 25%, respectively, compared to the unmodified resin. On the other hand, with relation to the sample containing 3 wt % of bentonite, a significant improvement was achieved only in the case of the flexural modulus and impact strength, amounting to 16.5 and 36.0%, respectively. In addition, composite with 15 wt % of glass microspheres was characterized by a smaller, by about 25%, flexural strength in relation to the unfilled resin and resin with 3 wt % of bentonite. In turn, rheological studies have shown that as the content of glass microspheres increased, there was an increase in viscosity and a decrease in gelation time in relation to the reference sample and the sample with 3 wt % of bentonite.Otrzymano hybrydowe kompozyty nienasyconej żywicy poliestrowej z dodatkiem mikrosfer szklanych oraz bentonitu modyfikowanego czwartorzędową solą amoniową. Zawartość bentonitu w kompozytach wynosiła 3% mas., natomiast udział mikrosfer szklanych zmieniał się w zakresie 5–15% mas. Zbadano wpływ dodatku mikrosfer szklanych na właściwości reologiczne oraz mechaniczne kompozytów nienasyconej żywicy poliestrowej zawierających modyfikowany bentonit. Stwierdzono, że optymalna zawartość mikrosfer szklanych w kompozytach poliestrowych wynosi 15% mas., kompozyty z taką zawartością mikrosfer wykazują wyraźną poprawę większości właściwości mechanicznych. Wartości modułu Younga, modułu elastyczności, naprężenia zrywającego, udarności wg Charpy'ego oraz twardości zwiększyły się o, odpowiednio, 14,7; 38,7; 17,7 oraz 25%, w porównaniu z odpowiednimi wartościami odnoszącymi się do niemodyfikowanej żywicy. Natomiast w wypadku próbki zawierającej 3% mas. bentonitu uzyskano istotne zwiększenie jedynie modułu elastyczności i udarności, wynoszące, odpowiednio, 16,5 oraz 36,0%. Kompozyty z zawartością 15% mas. mikrosfer szklanych charakteryzowały się mniejszym, o ok. 25%, naprężeniem zginającym niż żywica nienapełniona i żywica z udziałem 3% mas. bentonitu. Badania reologiczne wykazały, że wraz ze wzrostem zawartości mikrosfer szklanych w kompozycji nastąpiło zwiększenie lepkości oraz skrócenie czasu żelowania w odniesieniu do odpowiednich wartości próbki referencyjnej i próbki z 3% mas. bentonitu
Kompozycje żywic epoksydowych z dodatkiem ciekłych uniepalniaczy fosforowych stosowane w technologii infuzji
This study investigates the impact of the type and amount of liquid phosphorus flame retardant additive on the flammability and mechanical properties of epoxy compositions dedicated to the infusion process. To this purpose, epoxy resin (EP) compositions containing 10 and 20 wt % of liquid ammonium polyphosphate (APPL) and dimethyl methylphosphonate (DMMP) were obtained. Mechanical properties and flame resistance of obtained epoxy compositions were determined in terms of their use as a matrix in laminate infusion technology. Based on the results obtained, it was found, that the flame resistance increases, while the mechanical properties decreases with flame retardant loading. The best flame resistance results were obtained for a composite containing 20 wt % APPL: limiting oxygen index LOI = 23.9% instead of 19.8% – EP, peak of heat release rate pHRR = 427.3 kW/m2 instead of 1046.3 kW/m2 – EP.Zbadano wpływ rodzaju i ilości dodatku ciekłych uniepalniaczy fosforowych na palność i właściwości mechaniczne kompozycji epoksydowych przeznaczonych do zastosowania w procesie infuzji. Wytworzono kompozycje żywicy epoksydowej (EP) zawierające 10 i 20% mas. ciekłego poli(fosforanu amonu) (APPL) oraz metylofosfonianu dimetylu (DMMP). Określono właściwości mechaniczne oraz odporność na płomień otrzymanych kompozycji epoksydowych w kontekście ich zastosowania w charakterze osnowy w technologii infuzji laminatów. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że wraz ze zwiększaniem zawartości uniepalniaczy zwiększała się odporność na płomień, natomiast pogarszały się właściwości mechaniczne kompozycji. Najlepszą odporność na płomień wykazywał kompozyt z udziałem 20% mas. APPL: graniczny indeks tlenowy LOI = 23.9% (w odniesieniu do wartości LOI żywicy epoksydowej 19.8%) oraz maksymalna szybkość uwalniania ciepła pHRR = 427.3 kW/m2 (w porównaniu do pHRR żywicy 1046.3 kW/m2)
Zastosowanie technologii szybkiego prototypowania skomplikowanych konstrukcji z tworzyw polimerowych. Cz. I. Badania stanowiskowe oraz obliczenia numeryczne odkształceń przekładni falowej otrzymanej z kopolimeru ABS
Z wykorzystaniem metody cyfrowej korelacji obrazu (DIC) przeprowadzono pomiary odkształceń 3D koła podatnego zębatej przekładni falowej. Badania wykonano przy użyciu modeli fizycznych wytworzonych z zastosowaniem druku 3D z kopolimeru ABS, zapewniającego wystarczającą nośność i sztywność modelu. Uzyskane w badaniach stanowiskowych wartości odkształceń koła podatnego porównano z wynikami obliczeń przeprowadzonych z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES). Wykazano dużą zbieżność otrzymanych wyników, jednak odkształcenia zmierzone na modelu rzeczywistym charakteryzują się większą nieregularnością niż odpowiadające im rozwiązania uzyskane metodą numeryczną. Wyniki otrzymane w pomiarach optycznych wskazują na zasadność stosowania w badaniach stanowiskowych prototypów przekładni zębatych modeli fizycznych wykonanych z tworzyw polimerowych z wykorzystaniem technologii szybkiego prototypowania.In the study, measurements of 3D deformations of the flexspline in harmonic drive were performed by applying a digital image correlation (DIC) method. The tests were carried out with the use of physical 3D printed models made of ABS copolymer (acrylonitrile-butadiene-styrene), which ensured sufficient capacity andrigidity of the structures. The findings related to deformations in flexspline, obtained through bench testing, were compared to the results of calculations conducted using the finite element method (FEM). Significant convergence in the findings obtained using the two methods was shown, yet deformations measured in the real-life model were characterized by greater irregularity compared to the corresponding solutions obtained with the numerical method. The results obtained through optical measurement confirm that physical models made of plastics, built using rapid prototyping technology, can justifiably be appliedin bench testing of prototype gear transmissions
Zastosowanie technologii szybkiego prototypowania skomplikowanych konstrukcji z tworzyw polimerowych Cz. II. Wpływ warunków pracy na właściwości funkcjonalne polimerowych napędów harmonicznych
The influence of operating conditions on physical and mechanical properties of tooth surface in the flexspline of a harmonic drive was investigated. 3D printed test models were made from poly(acrylonitrile--co-butadiene-co-styrene) (ABS) copolymer and from poly(lactic acid) (PLA) and subjected to the accelerated UV aging test and to bench tests. Measurements of hardness, Vicat softening point and atomic force microscopy (AFM) analysis were performed in order to determine the properties of the teeth surface in the gear wheels. Furthermore, the degree of degradation of the plastics was determined with IR spectroscopy. It was found, that the ambient conditions and exploitation of harmonic drives do not affect the value of softening point and hardness. On the other hand, the AFM analysis indicated that the sides of teeth were smoother as a result of their cooperation. The values of Ra parameter in the areas examined decreased from 110.0 to 54.6 nm and from 23.9 to 17.0 nm for the gear wheels made of ABS and PLA, respectively. Furthermore, the Derjaguin--Muller-Toporov modulus (DMT) of surfaces was also decreased from 10.0 to 3.0 GPa and from 4.5 to 2.2 GPa in the gear wheels made of ABS and PLA, respectively. The AFM imaging provide evidence for destructive effects of UV radiation and elevated humidity, confirmed by IR spectroscopy.Badano wpływ warunków eksploatacyjnych kół podatnych zębatej przekładni falowej na właściwości fizyczne oraz mechaniczne powierzchni zębów. Zzastosowaniem druku 3D z kopolimeru poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styren)(ABS) oraz polilaktydu (PLA) wykonano modele badawcze, które poddano przyspieszonemu starzeniu promieniami UV, przeprowadzono też badania stanowiskowe. Właściwości zębów otrzymanych kół zębatych charakteryzowano na podstawie twardości i temperatury mięknienia Vicata, analizy powierzchni z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz stopnia degradacji tworzywa oznaczonego za pomocą spektroskopii IR. Stwierdzono, że warunki środowiskowe oraz eksploatacja zębatej przekładni falowej nie wpływają w istotnym stopniu na wartości temperatury Vicata i twardość powierzchni zębów. Analiza AFM wykazała, że w wyniku współpracy powierzchnia zębów się wygładziła. Średnia wartość chropowatości Ra kół zębatych wykonanych, odpowiednio, z ABS i PLA zmniejszyła się ze 110,0 do 54,6 nm oraz ze 23,9 do 17,0 nm. Ponadto, moduł Derjaguina-Mullera-Toporova (DMT) powierzchni elementów wykonanych z ABS oraz PLA również się zmniejszył, odpowiednio, z 10,0 do 3,0 GPa oraz z 4,5 do 2,2 GPa, co wskazuje na destrukcyjny wpływ promieniowania UV i podwyższonej wilgotności, potwierdzony metodą spektroskopii IR
Wpływ modyfikowanych bentonitów na proces sieciowania żywicy epoksydowej aminą alifatyczną
In this work the influence of modified bentonites on the process of epoxy crosslinking with triethylenetetramine (TETA) was investigated. Bentonites (BS) modified with quaternary phosphonium (QPS) and ammonium (QAS) salts were used as a nanofiller in the epoxy matrix (EP) in the amounts of 1 and 3 wt %. Gel time of the compositions was investigated using rotational rheometer at 30, 45 and 60 °C and activation energies of the compositions were determined. The storage G’ and loss G” moduli crossover criterion was used to determine the nanocomposites gel time variation. On the basis of the obtained results, it was found that the addition of modified aluminosilicates decreased the gel time of epoxy compositions at 30 and 45 °C, while at 60 °C it increased compared to unmodified epoxy resin. The obtained results indicate that the amount of modified aluminosilicate and the type of salt influence the reactivity of epoxy compositions. Among the tested systems, the most reactive was the composition of EP+3%BSQPS1, because the gel time at 30 °C and activation energy decreased by 1500 s and 8 J/mol, respectively, in relation to the unfilled EP resin. A more catalytic effect was observed in the case of bentonites modified with quaternary phosphonium salts, which may be associated with lower phosphorus electronegativity in relation to nitrogen and a lower viscosity of these systems.Zbadano wpływ dodatku modyfikowanych bentonitów na proces sieciowania epoksydów za pomocą trietylenotetraaminy (TETA). Bentonit (BS) modyfikowany czwartorzędowymi solami fosfoniowymi (QPS) lub amoniowymi (QAS) użyto jako nanonapełniacz w osnowie epoksydowej (EP) w ilości 1 oraz 3 % mas. Za pomocą reometru rotacyjnego zbadano czas żelowania kompozycji w temp. 30, 45 i 60 °C, wyznaczono też ich energie aktywacji. Punkt żelowania wyznaczały przecinające się krzywe modułów zachowawczego G’ i stratności G”. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że dodatek do żywicy epoksydowej modyfikowanych glinokrzemianów spowodował skrócenie czasu żelowania kompozycji w temp. 30 i 45 °C, natomiast w temp. 60 °C nastąpiło jego wydłużenie w stosunku do czasu żelowania niemodyfikowanej żywicy epoksydowej. Uzyskane wyniki wskazują, że zarówno ilość dodanego modyfikowanego glinokrzemianu, jak i rodzaj soli użytej do modyfikacji wpływają na reaktywność wytworzonych kompozycji epoksydowych. Spośród badanych układów największą reaktywność wykazywała kompozycja EP+3%BSQPS1; czas żelowania w 30 °C i energia aktywacji zmniejszyły się, odpowiednio, o 1500 s i 8 J/mol w stosunku do wartości odpowiadających nienapełnionej żywicy EP. Większy katalityczny efekt zaobserwowano w wypadku bentonitów modyfikowanych solami fosfoniowymi, co może wynikać z mniejszej elektroujemności fosforu niż azotu
The Influence of Selected Fillers on the Functional Properties of Polycarbonate Dedicated to 3D Printing Applications
Additive manufacturing is still the fastest-developing technology in the modern world. Three-dimensional printing has become popular due to the method’s numerous advantages, such as its short time and low cost, compared to conventional methods such as injection molding. Therefore, the demand for new materials and material systems that will be characterized by the desired functional properties is clearly growing. As part of this work, work was carried out on the development and preparation of new polymer composites dedicated to 3D printing applications, especially in FDM/FFF/MEM technologies. The influence of the content and amount of fillers, such as silica modified with alumina (S) and bentonite modified with a quaternary ammonium salt (B), on the functional properties of a commercially available fiber made of traditional plastic, such as polycarbonate, obtained in the form of a filament (PCF), was determined. It was found that the addition of B significantly increased the fluidity of the polymer, the introduction of a filler in the amount of 1.5% allowed to obtain a result that was 6% higher compared to PCF (16.8 g/10 min), while the amount of 3% was 20% higher. The obtained mass melt flow rate (MFR) results were confirmed by determining the viscosity of the produced polymer composites. Satisfactory results of mechanical properties were obtained, including the following: it was found that the introduced modified fillers increased the elasticity of the material. The introduction of modified silica resulted in a reduction in Young’s modulus by 10.02% at the content of 0.5% S and at 1% S by 8.64% compared to the polymer. The introduced modified filler S significantly increased the thermostability of polycarbonate (T5% equal to 449 °C) by 23 °C for PCF/0.5% S and 14 °C for PCF/1% S, respectively. The SEM and WAXS results confirmed the appropriate dispersion of the fillers in the polymer matrix, which indicates well-selected conditions for the homogenization process of the components and the subsequent production of samples. Detailed characterization of the influence of selected fillers on the functional properties of the polymer matrix-polycarbonate allowed for an increase in the range of polymer composites and their use in rapid prototyping technologies, as well as supplementing the literature on databases regarding the characteristics of the obtained materials
Polymer Composites Based on Glycol-Modified Poly(Ethylene Terephthalate) Applied to Additive Manufacturing Using Melted and Extruded Manufacturing Technology
As part of the work, innovative polymer composites dedicated to 3D printing applications were developed. For this purpose, the influence of modified fillers, such as silica modified with alumina, bentonite modified with quaternary ammonium salt, and hybrid filler lignin/silicon dioxide, on the functional properties of composites based on glycol-modified poly(ethylene terephthalate) (PET-G) was investigated. In the first part of the work, using the proprietary technological line, filaments from unfilled polymer and its composites were obtained, which contained modified fillers in an amount from 1.5% to 3.0% by weight. The fittings for the testing of functional properties were obtained using the 3D printing technique in the Melted and Extruded Manufacturing (MEM) technology and the injection molding technique. In a later part of the work, rheological properties such as mass melt flow rate (MFR) and viscosity, and mechanical properties such as Rockwell hardness, Charpy impact strength, and static tensile strength with Young’s modulus were presented. The structure of the obtained composites was also described and determined using scanning electron microscopy with an attachment for the microanalysis of chemical composition (SEM/EDS) and the atomic force microscope (AFM). The correct dispersion of the fillers in the polymer matrix was confirmed by wide-angle X-ray scattering analysis (WAXS). In turn, the physicochemical properties were presented on the basis of the research results: thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). On the basis of the obtained results, it was found that both the amount and the type of fillers used significantly affected the functional properties of the tested composites