OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 35 TECHNOLOGY № эксперимента Направление Износ, мкм xi(k) 0i GRC 35 PO3 2864 0,5 0,5 0,5 36 PO3 2854 0,5 0,5 0,5 37 PO3 2701 0,62 0,38 0,568 38 PO3 3056 0,35 0,65 0,435 39 PO3 2910 0,46 0,54 0,481 О к о н ч а н и е т а б л. 5 T h e E n d Ta b l e 5 Выводы В настоящем исследовании продемонстрированы характеристики износа PLA-материала в паре трения с нержавеющей сталью SS 316 для определения оптимальных параметров. Печать FDM использовалась для создания образца с различным направлением печати (0°, 45°, 90°). Эксперименты проводились по схеме трения «штифт – диск» при различной нагрузке и скорости. На основе эксперимента разработана математическая модель. Кроме того, для определения оптимальных параметров использовался серый реляционный анализ, метод оптимизации множественных ответов. Уникальность этого метода в том, что он применяется при оценке эффективности различных сложных систем с недостаточной информацией. Ниже приведены выводы, сделанные в ходе исследования. – Исследование PLA-материала, полученного методом FDM с различным направлением печати, показывает, что горизонтально напечатанные штифты имеют меньший износ, чем вертикально напечатанные. Наибольший износ характерен для штифтов, напечатанных под углом 45°. – Отмечено, что на износ в значительной степени влияет скорость; в меньшей степени влияет нагрузка. Это также подтверждается более высокими значениями показателя степени для скорости и нагрузки. Заметное увеличение износа наблюдалось при более высоких параметрах процесса. – Образец PLA, напечатанный методом FDM с углом направления печати 0° (PO1), показал меньший износ; больший износ характерен для образца с углом направления печати 90° (PO3). Это в основном связано с высокой прочностью соединения слоев вдоль направления печати для PO1. Образец с направлением печати 45° (PO2) показал плохую износостойкость из-за термического размягчения. Оптимальными параметрами для PO1 оказались нагрузка 600 Н и 451 об/мин, что было определено с помощью многопараметрического метода серого реляционного анализа. – В разработанной экспериментальной математической модели коэффициент корреляции (R2) составил 0,9244, 0,928 и 0,95 для PO1, PO2 и PO3 соответственно. Эти модели можно использовать для прогнозирования износа напечатанного методом FDM материала PLA в паре трения с нержавеющей сталью SS 316. – Результаты исследования будут полезны при 3D-печати PLA-биоматериала для применения в тазобедренном суставе. Список литературы 1. Ventola C.L. Medical applications for 3D printing: current and projected uses // Pharmacy and Therapeutics Journal: Peer Review. – 2014. – Vol. 39 (10). – P. 704–711. 2. Gibson I., Rosen D., Stucker B. Direct digital manufacturing //AdditiveManufacturingTechnologies. – 2nd ed. – New York: Springer, 2015. – P. 375–397. – DOI: 10.1007/978-1-4939-2113-3_16. 3. Patil N.A., Njuguna J., Kandasubramanian B. UHMWPE for biomedical applications: performance and functionalization // European Polymer Journal. – 2020. – Vol. 125. – P. 109529. – DOI: 10.1016/j. eurpolymj.2020.109529. 4. Kurtz S.M. Primer on UHMWPE // UHMWPE biomaterials handbook: ultra-high molecular weight polyethylene in total joint replacement and medical. – 3rd ed. – Amsterdam: Elsevier, 2016. – P. 1–6. 5. Lewis G. Properties of crosslinked ultra-highmolecular-weight polyethylene // Biomaterials. – 2001. – Vol. 22 (4). – P. 371–401. – DOI: 10.1016/ S0142-9612(00)00195-2. 6. Lubrication and wear of ultra-high molecular weight polyethylene in total joint replacements / A. Wang, A. Essner, V. Polineni, C. Stark, J. Dumbleton // Tribology International. – 1998. – Vol. 31. – P. 17–33. – DOI: 10.1016/S0301-679X (98)00005-X.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1