Výzkum mechanických vlastností polymerních materiálů vyrobených aditivní technologií

Bc. Jiří Urban

Diplomová práce

Research on mechanical properties of polymeric materials made by additive technology

Anotace:

Tato diplomová práce se věnuje výzkumu mechanických vlastností polymerních materiálu vyrobených aditivní technologií. Aplikovanými technologiemi jsou zde FDM/FFF a SLA tisk. V teoretické části jsou popsány principy použitých technologií včetně materiálů, které využívají. Dále jsou popsány způsoby statické zkoušky tahem a zkoušky tvrdosti vtlačováním kuličky. Tyto metody jsou následně použity v experimentální části práce. V praktické části práce je popsán postup přípravy zkušebních vzorků FDM/FFF a SLA tiskem. Pro FDM/FFF tisk jsou zde použity nejběžněji používané materiály jako PLA, PETG, ABS a také materiály méně používané jako HIPS, ASA či PC. U všech materiálů FDM/FFF tisku jsou porovnány mechanické vlastnosti pro úhel výplně 0 ° a 45 °. Pro SLA tisk byly připraveny dva druhy kompozitu. Jeden s výztuží z mletého uhlíkového vlákna a druhý kompozit s výztuží z bavlněných vloček. V závěru jsou zhodnoceny výsledky mechanických vlastností z hlediska vlivu úhlu výplně u FDM/FFF tisku. Taktéž je zhodnocen vliv vyztužení fotocitlivé pryskyřice bavlněnými vločkami a mletým uhlíkovým vláknem při SLA tisku.

Abstract:

This thesis is devoted to the research of mechanical properties of polymeric materials produced by additive manufacturing. The applied technologies are FDM/FFF and SLA printing. The theoretical part describes the principles of the technologies used, including the materials they use. The methods of static tensile testing and ball indentation hardness testing are also described. These methods are then used in the experimental part of the thesis. In the practical part of the thesis, the procedure for preparing test specimens by FDM/FFF and SLA printing is described. For FDM/FFF printing, the most commonly used materials such as PLA, PETG, ABS and also less used materials such as HIPS, ASA and PC are used here. For all FDM/FFF printing materials, the mechanical properties for 0° and 45° fill angle are compared. Two types of composite were prepared for SLA printing. One with ground carbon fiber reinforcement and the other composite with cotton flake reinforcement. Finally, the mechanical properties results are evaluated in terms of the effect of fill angle for FDM/FFF printing. The effect of reinforcement of photosensitive resin with cotton flakes and ground carbon fiber in SLA printing is also evaluated.

Klíčová slova

3D tisk, degradace, materiály, mechanické vlastnosti, plnivo, polymer, testování, trendy

Keywords

3D printing, degradation, materials, mechanical properties, filler, polymer, testing, trends

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 18. 5. 2023
• Vedoucí: prof. Ing. Miroslav Müller, Ph.D.
• Oponent: Viktor Kolář, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Technická fakulta

Magisterský studijní program:
Inženýrství údržby