ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ОБ’ЄМНОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ ШНЕКОВОГО ЕКСТРУДЕРА 3D-ПРИНТЕРА
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2023.4.14Ключові слова:
планування експерименту, рівняння регресії, трьохфакторний експеримент, об’ємна продуктивність, шнековий екструдер, 3D-принтер.Анотація
Залежність об’ємної продуктивності шнекового екструдера від розміру подрібнених часток у зоні завантаження можна визначити експериментальним шляхом. Метод експериментальних досліджень є найбільш точним для отримання реальних даних, оскільки враховує усі змінні властивості матеріалу та специфіку роботи екструзійного обладнання. В даній роботі проведено експериментальне дослідження об’ємної продуктивності шнекового екструдера 3D-принтера. Визначено, що ключовими факторами для регулювання об’ємної продуктивності є: частота обертання шнека та температура нагрівання екструдера. Для створення точної моделі було враховано властивості матеріалу, а саме розмір часток полімеру, що будуть подаватися в завантажувальну зону екструдера. В якості досліджуваного матеріалу було вибрано ABS пластик. Здійснено експериментальні дослідження, засновані на методології планування експерименту за допомогою некомпозиційних планів другого порядку. Визначено основні рівні та діапазони змін факторів. Для розробки плану експерименту та створення регресійного рівняння була застосована програма «Optimization Model&Planning Experiment». Отримано матрицю плану, розраховано коефіцієнти рівняння регресії та дисперсії коефіцієнтів рівняння регресії, перевірено значення дисперсії оптимізованого параметра. Описано поліноміальним рівнянням другого порядку в кодованому вигляді процес, що досліджується. Проведено розрахунок та порівняння коефіцієнтів рівняння регресії з довірчими інтервалами. Отримано рівняння регресії в розкодованому вигляді. Здійснено перевірку адекватності розробленого поліноміального рівняння другого порядку за допомогою F-критерію Фішера. Отримано рівняння регресії з натуральними величинами. Для наглядного представлення результатів трьохфакторного експерименту в аксонометрії були побудовані графічні залежності досліджуваних поверхонь відгуку. Неведені графіки залежності об’ємної продуктивності від досліджуваних параметрів. Проведений їх аналіз та зроблені відповідні висновки.
Посилання
Екструзія [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://vitcompany.com.ua/ekstruziya.html (дата звернення:15.12.23). Назва з екрану.
Polishchuk А.О. Equipment for processing pet bottles into raw materials for the screw extruder of the 3D printer / А.О. Polishchuk, M.Ye. Skyba, O.S. Polishchuk // Матеріали VI Всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції «Проблеми та перспективи розвитку сільськогосподарського машинобудування»: Збірник матеріалів, 21 грудня, 2023 р. – Полтава: ПДАУ, 2023.
Zozulia P. Development and investigation of device for processing polymer materials by 3D-printing method / P. Zozulia, O. Polishchuk, N. Kostyuk, A. Polishchuk // Ukrainian journal of mechanical engineering and materials science. 2019. Vol. 5, No. 3–4. P. 25–31.
Polishchuk O. Development and research of equipment for processing of granulated polymeric materials via 3d printing for the needs of light industry / O. Polishchuk, P. Zozulia, A. Polishchuk, P. Maidan, M. Skyba, N. Kostyuk, A. Kravchuk and O. Kravchuk // Fibres and Textiles. 2020. № 4. P. 75–80.
Polishchuk А. Production of details of difficult designs of footwear and clothes with use of technologies of additive production / А. Polishchuk, А. Slavinska, О. Polishchuk, V. Mytsa // AIP Conference Proceedings. 2023. Volume 2889. Issue 17.
Поліщук А.О. Розробка конструкції шнекового екструдера 3D-принтера, що використовує гранули або подрібнені частки полімеру в якості вихідної сировини / А.О. Поліщук // Технології та інжиніринг. 2023. № 5. С. 33–49.
Йохна М.А. Розробка методики пошуку оптимальних параметрів нелінійних моделей для систем управління ефективністю діяльності підприємств / М.А. Йохна, Ю.Б. Михайловський, Е.О. Янковець // Вісник Хмельницького національного університету. Економічні науки. 2011. № 2. T. 1. С. 39–43.
Поворознюк А.І. Методологія та організація наукових досліджень: навч. посіб. / А.І. Поворознюк, В.І. Панченко, А.Є. Філатова. Харків: «НТМТ», 2016. 192 с.
Лапач С.М. Теорія планування експериментів: Виконання розрахунково-графічної роботи [Електронний ресурс] / С.М. Лапач. К.: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. 86 с.
Назаренко Л.А. Конспект лекцій з курсу «Планування і обробка результатів експерименту» / Л.А. Назаренко. Харків: ХНУМГ ім. О.М. Бекетова, 2018. 163 с.
Поліщук О.С. Наукові основи проектування електромеханічного пресового обладнання легкої промисловості: дис… д- ра техн. наук: 05.05.10 / Київський національний ун-т технологій та дизайну. К., 2019. 372 с.
Пошук глобального оптимуму для завдань оптимального проектування систем чи визначення оптимальних законів управління [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://surl.li/ohxok (дата звернення: 15.12.23). Назва з екрану.
Поліщук О.С. Електромеханічне пресове обладнання на підприємствах легкої промисловості: монографія / О.С. Поліщук. Хмельницький: Видавництво PolyLux, 2018. 285 с.
Горонескуль М.М. Таблиці функцій та критичних точок розподілів. Розділи: Теорія ймовірностей. Математична статистика. Математичні методи в психології / М.М. Горонескуль. Харків: УЦЗУ, 2009. 90 с.
Colab [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://colab.research.google.com/ (дата звернення 12.12.23). Назва з екрану.
