Міцність 3D-друкованих труб: порівняльний аналіз експериментальних і теоретичних розривних тисків

Abstract

Дослідження присвячене вивченню міцності 3D-друкованих труб залежно від їхніх параметрів. Автори виготовили 45 зразків труб з PLA пластику з різними зовнішніми діаметрами (30, 40 і 50 мм) та товщинами стінок (0,4, 0,8, 1,2 мм). Зразки піддавалися гідростатичному випробуванню для визначення експериментального розривного тиску, який порівнювався з теоретичними значеннями, розрахованими за формулою Барлоу. Результати показали, що збільшення товщини стінки призводить до зростання міцності труб, але не пропорційно. Збільшення зовнішнього діаметру знижувало максимальний тиск, який могли витримати зразки. Виявлено значні розбіжності між експериментальними та теоретичними значеннями розривного тиску, причому теоретичні показники завжди були вищими. Різниця між ними збільшувалася зі зростанням товщини стінки. Дослідження підкреслює обмежену застосовність формули Барлоу для оцінки міцності 3D-друкованих труб і вказує на необхідність розробки нових математичних моделей для точнішого розрахунку їх розривного тиску. Результати мають важливе значення для застосування 3D-друку в сантехнічній галузі та інших сферах, де використовуються трубопроводи під тиском.