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Filament ABS

Kymaro

Etude sur le taux de remplissage.

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je me suis convaincu de faire aussi une étude dans le même style : tester des éprouvettes de 1 cm2 de section et de 12 cm de long :

je vais tester de l'abs, avec différents taux de remplissage, différentes températures d'impression, différentes vitesses, différentes épaisseurs de couches, et différentes orientations de l'orthotropie... donc des dizaines et des dizaines de mesures...

on remarque sur la photo les petites protubérances à 1 cm des extrémités et sur la face opposée au milieu. c'est pour tester en flexion mes éprouvettes sur 10 cm de long avec callée au milieu une bouteille d'eau de 10 litres que je suspendrai au milieu avec une ficelle et que je remplirai petit à petit jusqu'à la rupture.

un petit coup de PL/4 et j'aurai la contrainte admissible

20160831_063131[1].jpg

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mon projet avance lentement.

j'en suis à la fabrication des éprouvettes.

pour l'instant, je fais varier le taux de remplissage, par groupe de 6 éprouvettes, pour tenir compte de l'orthotropie dans les différentes directions. j'ai rempli avec le paramètre fixé à 15 %, 20 %, 25 %, 35 % et 50 %.

j'ai pesé mes éprouvettes à l'aide d'un pèse lettres et j'obtiens pour masses volumiques respectivement les valeurs suivantes (à +/- 0,02 g/cm3) :

0,51 g/cm3, 0,57 g/cm3, 0,62 g/cm3, 0,68 g/cm3 et 0,72 g/cm3 (pour une masse volumique de l'abs de 1,05 g/cm3).

à la vue de ces pesées, je me dis que j'ai envie de tester encore d'autres éprouvettes, avec des remplissages de 10 %, 5 % et même 0 %... tout en sachant que même avec 0 % de remplissage, je devrais encore me situer aux alentours de 0,3 g/cm3, en effet, j'ai environ 0,8 mm de paroi... et je testerais bien aussi un remplissage plus élevé encore, histoire d'approcher le remplissage maxi théorique.

éprouvettes.jpg

Modifié (le) par oscar2000
ajout photo

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youtube drone débutant

Hello,

Cela me semble un peu plus compliqué sans protocole "unique" et caractérisé..;

En effet si l'on prend ne serait que l'exemple de parois

il y a 25 minutes, oscar2000 a dit :

j'ai environ 0,8 mm de paroi...

Il faut prendre en compte l’épaisseur de chaque couche car cela influe directement sur le nombre de croisements des couches entre autre pour le top et le bottom

Pour une épaisseur de 0.8 en 0.2 il y aura 4 couches croisées ... en 0.3 ... plus que 2....l'on peut imaginer en 0,1 (c'est le principe du tissage en quelque sorte)

indépendamment de l'architecture de la structure intérieure les parois ont une très grosse importance dans les phénomènes de torsion... étirement et pliage jusqu’à rupture.

Le sens de la contrainte à aussi sont importance puisque les "murs" verticaux ne sont pas du tout "construit" de la même façon que la base et le sommet (de plus certains slicer ne font pas le même motif pour les murs extérieurs parallèles ... zigzag ... les 2 ...)

pas si simple en effet de tirer des conclusions ... mais plutôt des tendances .

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Le 13/08/2016 at 10:46, oscar2000 a dit :

je pense que le taux de remplissage est le facteur essentiel qui influence le module d'young, beaucoup plus que la forme du remplissage (quadrillage, nid d'abeille...)

Exactement. Il faut oublier tous les calculs théoriques qui, par exemple, donnent une structure en nid d'abeille quasi aussi résistante qu'une structure pleine. Avec la technologie FDM, la théorie ne fonctionne pas. Si vous voulez du costaud, il vous faudra augmenter l'infill.

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bonjour la bidouille,

je ne sais pas si j'arriverai à des conclusions fermes et définitives avec mon plan d'expériences, mais je vais faire varier les paramètres un à un. pour commencer, je fais varier le taux de remplissage, tous les autres paramètres étant figés.

ensuite, je ferai varier l'épaisseur de la couche. (actuellement, c'est 0,2 mm)

ensuite, je ferai varier la température d'impression. (actuellement, c'est 230 °)

ensuite, je ferai varier la vitesse... ... ...

j'ai bien entendu noté tous mes paramètres d'impression.

peut être j'arriverai à valider mes intuitions, peut être je trouverai des choses totalement inattendues...

et ensuite, je pourrai comparer avec ça : http://www.wefapress.com/sites/default/files/ABS-fiche_technique.pdf

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je vous donne des nouvelles de l'avancement de mon étude :

en fait, ça n'avance pas. j'avais trouvé une bouteille d'eau de 5 litres que j'allais remplir à coups de 500 ml avec un doseur à pâtisserie au lavabo du bureau pendant ma pause de midi au bureau. j'avais attaché cette bouteille d'eau suspendue après l'éprouvette à tester avec un fil de pêche, l'éprouvette posait sur 2 bureaux légèrement écartés. à 3,5 kg, le fil de pêche a cassé, fin du test.

je pourrais bien évidemment faire plusieurs tours avec le fil de pêche, pour pouvoir porter plus d'eau et exercer plus de force sur l'éprouvette... mais, en fait, une bouteille d'eau de 5 litres n'est pas suffisante, j'ai l'intuition que certaines éprouvettes résisteront à des dizaines de kg... et je passe un temps fou à 4 pattes sous les bureaux à remplir une bouteille d'eau sous les regards moqueurs de ma collègue justine... tout cela ne me convient guère.

il faudrait que je trouve un matériau beaucoup plus lourd, c'est aussi une question d'encombrement, si je dois suspendre 40 kg sous mon éprouvette, 40 litres d'eau, je ne sais pas comment faire... l'idéal serait de trouver dans une usine des déchets d'acier, sous forme de poudre ou de petits copeaux... je vais donc me rapprocher d'une chaudronnerie de ma ville. et je vais aussi trouver un pèse personne, histoire de peser le poids à la rupture une fois à la fin, plutôt que de peser chaque petite quantité avec le pèse lettre avant d'ajouter la poignée de métal dans la bouteille.

donc test en attente de matériel. la suite dans quelques temps.

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Il me semble plus simple d'utiliser un dynamomètre afin de mesurer la force exercée. Tu tire de plus en plus fort, éventuellement avec des cordes, poulies, levier, treuils ou autre. En une mesure tu connais la force de rupture de la pièce.

Envoyé via Tapatalk. . .

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Le sable aussi c'est pas mal comme lest

 

Sinon tu suspends Justine ... ça l'occupera au lieu de se moquer ! ;)

Modifié (le) par La Bidouille

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Il y a 13 heures, JeandesBiolles a dit :

Il me semble plus simple d'utiliser un dynamomètre afin de mesurer la force exercée. Tu tire de plus en plus fort, éventuellement avec des cordes, poulies, levier, treuils ou autre. En une mesure tu connais la force de rupture de la pièce.

Envoyé via Tapatalk. . .
 

oui, c'est le plus simple, le moins laborieux et le plus efficace.

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Sinon Archimède avait une solution pour soulever la terre qui à moindre ampleur devrait faire l'affaire pour casser des éprouvettes de plastique: le bras de levier.

schema.png

En gros, il te faut un profilé bien rigide du bricochouette du coin, une planche en bois pour le socle,d es serres-joints pour fixer tout ça à une table ou établis. Sur le socle il te faudra une rotule bien costaude (imprimée?), fixer des taquets (imprimés?) qui te permettront de positionner les éprouvettes toujours de la même manière. Tu pourra toujours utiliser ta bouteille d'eau comme lest, mais sans avoir besoin de la remplir. Néanmoins il faudra l'attacher à une vraie ficelle ;). Il suffit de faire glisser le poids vers la droite du schéma pour augmenter la contrainte. C'est un schéma vite fait, je n'ai pas tout mis, mais il faut mettre quelque chose entre l'éprouvette et la barre pour réduire la zone de contrainte, par exemple percer un peu le profilé et y insérer une bille.

Ensuite il peut être intéressant de fixer un mètre ruban sur le profilé pour mesurer. En option tu peux y fixer un peu de courroie GT2 en guise de crémaillère pour empêcher le lest de glisser lorsque l'éprouvette rompt.

Si ça t'intéresse je devrais pouvoir te donner la formule mathématique qui lie la contrainte en fonction de la distance du bras de levier.

Si tu es prêt à aller plus loin, il est possible de "mécaniser" le montage, je pense à un chariot entrainé par une boucle en GT2, une poulie à l'extrémité du bras de levier, une autre d'entrainement qui utilise le même axe que la rotule, un manivelle, un compte tour pour la distance parcourue, etc.

Edit: pour compléter,

Veuillez vous connecter pour afficher ce contenu. Modifié (le) par Tircown
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merci de vos idées.

je pense que 40 kg de billes d'acier, c'est plus cher que 40 kg de limaille, copeaux ou déchets divers...

je n'avais pas pensé à un dynamomètre. malheureusement le seul que j'aie trouvé d'occasion est ici : https://www.leboncoin.fr/outillage_materiaux_2nd_oeuvre/1022031883.htm?ca=10_s il est limité à 2 kg et il est déjà très cher.

le sable, c'est beaucoup trop léger, il me faudrait 20 litres de sable, trop encombrant.

quant à utiliser justine et suspendre justine, l'idée me plairait bien mais le problème, c'est le manque de scalabilité, on passerait directement de 0 à 65 kg, pas assez précis pour ce que je veux calculer...

l'idée du bras de levier d'archi me plait de plus en plus. et en fait, je n'arrive pas à trouver d'objection à cette idée... merci tircown, je pense que je vais utiliser cette idée. pour ce qui de la formule mathématique, je pense que ça ira, une règle de trois est tout de même plus simple que ceci (cliquer sur le lien "réponse à les impressions d'oscar" : 

Modifié (le) par oscar2000

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Dans ma formule il n'y a que des constantes de ton montage sauf une seule variable: la longueur du bras de levier. C'est un peu plus complexe qu'une règle de 3 car ça tient compte de la masse du montage qui mine de rien peut influencer les résultats.

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Il y a 1 heure, oscar2000 a dit :

merci de vos idées.

je pense que 40 kg de billes d'acier, c'est plus cher que 40 kg de limaille, copeaux ou déchets divers...

je n'avais pas pensé à un dynamomètre. malheureusement le seul que j'aie trouvé d'occasion est ici : https://www.leboncoin.fr/outillage_materiaux_2nd_oeuvre/1022031883.htm?ca=10_s il est limité à 2 kg et il est déjà très cher.

l

celui-ci c'est un collector normal qu'il coûte un bras!:D

regarde sur amazon, tu a des peson 50 kg pour 5.50 € pour 25 € tu a un 300 kg digital.;)

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j'avais regardé sur le bon coin dans mon département, celui là est à 40 km de chez moi. bon, c'est sûr que c'est un "qualité suisse", donc vraiment cher pour mon utilité. mais les horlogers ont souvent des instruments de mesure hyper précis... et en réalité, j'ai lu trop tard, je suis déjà en train de produire le système proposé par tircown...

tyssoon, les essais de choc, à mon avis, c'est de la dynamique, plus que de la statique. ça peut être utile, mais je cherche à déterminer les contraintes admissibles sous des charges statiques, c'est à dire des charges appliquées "lentement" en plusieurs secondes, et non pas sous des charges de choc appliquées par impulsion d'un centième de seconde. je cherche à faire simple, un essai de choc mesurable me semble hors de ma portée.

tircown, ce n'est pas pour me vanter, mais en ce moment, je suis en train de dimensionner au bureau des poteaux métalliques de 24 mètres de longueur de flambement (instabilité de forme, calcul au deuxième ordre) alors que les tables ne vont que jusqu'à 15 m dans le sens de la grande inertie et jusqu'à 9 m dans le sens de la petite inertie. mais merci pour avoir proposé de rendre service.

20161003_232236.jpg

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J'entends bien, dans l'exemple cité plus haut une règle de 3 donne 50 kg, contre 56,X kg avec un calcul RDM plus juste. C'est une approximation à 12% tout de même... Je pense que ce n'est pas insignifiant. Ce n'est qu'un avis, libre à toi d'en tenir compte ou pas. Indépendamment de ce débat, je respecte ton travail et je vais suivre avec intérêt les résultats que tu vas obtenir.

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salut, salut,

 

sinon tu prend le montage de tircown et tu mets une balance sous l'eprouvette (de cuisine pour les éprouvettes fines et un pèse personne electronique pour les éprouvettes résistantes..) après tu appuis de ton poids en douceur sur l'extrémité du levier en regardant la balance et quand ça casse tu auras le poids, donc la force de contrainte à la rupture.

 

(il y a pas de calcul à faire... ça veux dire que j'ai gagné ou pas? :-)

 

astalavistabyebye!

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petite remarque technique pour les curieux :)

 

n'oublions pas que c'est de la stratofabrication DIY les gars...

ctadire que vos résultats ne seront dans l'absolu dans le meilleurs des cas approximatif de par le fait que "personne" ne sera capable de reproduire vos conditions de fabrications... (T°C ambiante, matière, T°C d'extrusion, cohésion des couches etc...)

bref, le bon sens dans la conception est la meilleure arme pour des pièces solides.

 Perso pour mes pièces sollicitées (et c'est déjà un Non-sens de faire des pièces sollicitées en FDM plastique DIY..) : je conçois directement mes pièces en coques de 1mm de paroi avec des zones pleines localisées dans lequel les par exemple je place des perçages de diam1mm pour le positionnement (et je laisse de la matière autour pour la distribution de l'effort) de futur perçages en post-prod (usinage). j'ai un mode de remplissage "structure" remplissage 100% et dessus-dessous-paroi à 1mm. (j'oriente moi même le nid d'abeille si necessaire selon la contrainte). 

j'ai testé sur quelques pièces en PLA et c'est bien plus rigide qu'en coque "standard".

faut savoir aussi, (je dis ça pour les non-mecaniciens) que le plastique comme son nom l'indique est plastique au sens premier du terme. c'est a dire que sous contrainte il se déformera inévitablement de façon inperceptibles pour les plus solide (PEEK,PEI,hytrel etc) plus visible pour les POM, PTFE,ABS,PLA etc.

c'est le phénomène à l'origine des resserages de boulons réguliers sur les structures en PLA des reprap...

(N'hésitez pas à me corriger si j'ai dit des conneries, évidement)

en revanche je suis curieux de voir ce que donnerai un recuit de stabilisation sur ces pieces, j'ai posé la question a un expert materiaux qui n'a pas su me repondre sur les T°C et temps de maintient à faire.

 

a+

Modifié (le) par thot-aime

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