Additív gyártástechnológiák alkalmazhatóságának áttekintése fogazott gépelemek esetében
Overview of the applicability of additive manifacturing technologies for geared machine elements
Keywords:
Additive manifacturing, 3D printing, spur gear, application, review, /, Additív gyártástechnológiák, 3D nyomtatás, fogaskerék, alkalmazás, áttekintésAbstract
The development of additive manufacturing technologies creates new opportunities for the machinery and processing industries. Compared to traditional methods, additive manufacturing technologies offer greater design freedom, material efficiency, and even shorter lead times. Due to technological advancements and decreasing costs, the application of this technology has expanded significantly in recent years. This trend is also reflected in the scientific literature on the subject. The aim of this study is to review recently published scientific works to identify current research directions and development achievements. Our literature research focuses on the topic of gears, primarily reviewing academic papers related to this field. The discussed articles present research findings on the applicability and limitations of additive technologies, shape optimization, material selection, mechanical properties, and manufacturing accuracy.
Kivonat
Az additív gyártástechnológiák fejlődése új lehetőségeket teremt a gép- és feldolgozóipar számára. A hagyományos eljárásokkal szemben az additív gyártástechnológiák többek között nagyobb tervezési szabadságot, anyagtakarékosságot és akár rövidebb átfutási időt biztosítanak. A technológia fejlődésének és a költségek csökkenésének eredményeképpen a közelmúltban egyre szélesebb körben került alkalmazásra a technológia. Ez a tendencia a témával foglalkozó tudományos irodalomban is megfigyelhető. Ennek a tanulmánynak a célja a közelmúltban megjelent tudományos munkák áttekintése azzal a céllal, hogy felderítsük az aktuális kutatási irányokat és fejlesztési eredményeket. A szakirodalom kutatása során a fogaskerekek témaköre volt az érdeklődésünk fókuszában, elsősorban az ebben a témában született szakcikkeket tekintjük át. A tárgyalt cikkek az additív technológiák alkalmazhatóságának lehetőségeivel és korlátaival, az alakoptimalizálással, az anyagválasztással, a mechanikai tulajdonságokkal és a gyártási pontossággal kapcsolatos kutatási eredményeket mutatják be.
References
S. H. Khajavi; J. Partanen; J. Holmström. Additive manufacturing in the spare parts supply chain, Computers in Industry, Volume 65, Issue 1, 2014, ISSN 0166-3615, https://doi.org/10.1016/j.compind.2013.07.008.
C.K. Chua, K:F. Leong, J. An.: Rapid prototyping of biomaterials, Woodhead Publishing, Cambridge, 2014.
R. Kumar, M. Kumar, J.S. Chohan.: The role of additive manifacturing for biomedical applications: A critical review, Journal of Manifacturing Processes, Elsevier, 2007. Április, (64), 828-850.
Shil’ko, Serge; V.E., Starzhinsky. Polymer Gears: Design, Technology, Application (Review), Actual Problems of Machine Science, 2019.
Wohlers, T. Additive Manufacturing and 3D Printing State of the Industry. Wohlers Associates, Fort Collins, 2013.
Serge V. Shil’ko. Polymer Gears: Design, Technology, Application (Review), ResearchGate, 2019
Muammel M. Hanon, László Zsidai, Quanjin Ma, Accuracy investigation of 3D printed PLA with various process parameters and different colors, Materials Today: Proceedings, Elsevier, 2021, 42(5), 3089-3096.
P.J. Nuñez, A. Rivas, E. García-Plaza, E. Beamud, A. Sanz-Lobera, Dimensional and Surface Texture Characterization in Fused Deposition Modelling (FDM) with ABS plus, Procedia Engineering, Elsevier, 2015, 132, 856-863.
J. Liu, K. Feng, Z. Su, B. Ren, Y. Liu, Dimensional Deviations and Distortion Mechanism of Polymer Spur Gear Fabricated by Fused Deposition Modeling, Journal of Materials Engineering and Performance, ASM International, 2024, DOI: 10.1007/s11665-024-09321-w.
R. Kumar, Finite element stress and deflection analysis of plastic spur gears under different speed conditions, OSF Preprints, 2024, DOI: 10.31219/osf.io/7bnpr.
A. Kumar Singh, Siddhartha, P. Kumar Singh, Polymer spur gears behaviors under different loading conditions: A review, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, Volume 232, Issue 2, 2017, DOI: 10.1177/1350650117711595
L. Pujari, S. Manoj, Omkar K. Gaddikeri, P. Shetty, Mantesh B. Khot, Recent advancements in 3D printing for gear design and analysis: a comprehensive review, Multiscale and Multidisciplinary Modeling, Experiments and Design, Volume 7, 2024, 4979–5003, DOI: 10.1007/s41939-024-00529-w.
Prajwal V. Gedam, Dr. Anil Kumar, Dr. Nitin A. Wankhade, Investigation and Analysis of Spur Gear Using Different Composite Materials - review paper, International Journal of Engineering Research and Applications, Vol. 13, Issue 4, April 2023, 54-59, ISSN: 2248-9622.
S. Mahendran, K. M. Eazhil, L. Senthil Kumar, Design and Analysis of Composite Spur Gear, IJRSI, Volume I, Issue VI, November 2014, ISSN 2321-2705.
M. S. Tunalioglu, T. Torun, The investigation of wear on three-dimensional printed spur gears, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, Volume 235, Issue 6, First published online June 22, 2021, DOI: 10.1177/09544089211027732.
Mahendran, K.M.Eazhil, L.Senthil Kumar Design and Analysis of Composite Spur Gear,Sound Vibr., 2014, ISSN2321-2705
DIMIĆ A., MIŠKOVIĆ Ž., MITROVIĆ R., RISTIVOJEVIĆ M., STAMENIĆ Z., DANKO J., BUCHA J., MILESICH T., The influence of material on the operational characteristics of spur gears manufactured by the 3D printing technology, Journal of Mechanical Engineering – Strojnícky časopis, VOL 68 (2018), NO 3, 261-270.
Senthilvelan S, Gnanamoorthy R. Damage mechanisms in injection molded unreinforced, glass and carbon reinforced nylon 66 spur gears. Appl Compos Mater 2004; 11: 377–397.
Marada I, Bihari J. Sztereolitográfiával gyártott műanyag fogaskerekek pontosságának vizsgálata. Multidiszciplináris Tudományok 2024; 14 (4): 74–81. https://doi.org/10.35925/j.multi.2024.4.7
Marada I, Bihari J. Kisméretű műanyag fogaskerekek osztáshibáinak vizsgálata. Gép 2024; 3(4): 14. https://doi.org/10.70750/GEP.2024.3-4.14
Odrobina M, Keresztes RZ, Kalácska G. Hőre lágyuló műszaki műanyag fogaskerekek élettartama. XXIX. Nemzetközi Gépészeti Konferencia, 2021.
Marada I, Csörgő ZL, Kovács S. FDM nyomtatott PLA és kenderszál erősített PLA fogaskerekek pontosságának vizsgálata. XXXII. Nemzetközi Gépészeti Találkozó, 2024