Optimalizace zvlákňovacího zařízení s diskovou elektrodou

Bc. Ondřej Friedrich

Diplomová práce

Optimisation of the electrospinning device with a disc electrode

Anotace:

Diplomová práce se zabývá návrhem nového zvlákňovacího zařízení pro výrobu nanovláken ve střídavém elektrickém poli (AC electrospinning). Práce je zaměřena na konstrukční návrh diskové elektrody a její optimalizaci pro zvýšení produktivity a výroby plošné nanovlákenné struktury. Elektroda ve tvaru disku, známá pro elektrostatické zvlákňování, je optimalizována pro kontinuální provoz výroby vláken technologií AC electrospinning. V práci je představen konstrukční návrh laboratorního zařízení s možností připojení variabilního počtu zvlákňovacích elektrod v různých konfiguracích, na kterém byla studována produktivita elektrody v závislosti na jednotlivých parametrech a prověřovány možnosti zvlákňování z většího počtu v řadě umístěných elektrod. V rámci práce byla provedena analýza elektrického pole v okolí diskové elektrody, zejména vzdálenosti virtuálního kolektoru od povrchu zvlákňovací části elektrody v závislosti na parametrech elektrického signálu. Zařízení bylo úspěšně testováno pro výrobu vzorků plošných a lineárních nanovlákenných struktur.

Abstract:

The diploma thesis deals with a design of the new AC electrospinning device. It focuses on design of a disc-like electrode and its optimization for productivity increase and production of nanofibrous layers. The electrode with a disc-like geometry that is known from DC electrospinning technology, is optimized for its continual operation under the AC electrospinning conditions. The thesis describes design of spinning device that enables implementation of variable number of spinning discs in various arrangement. This device was used for studying of productivity dependency on different parameters and verifying a multiple discs arrangement for a spinning process. The work covers the analysis of electric field around the electrode, especially the distance of the virtual collector from the electrode edge under various electric signal parameters. The spinning device was successfully tested for production of linear and flat nanofabrics.

Klíčová slova

Disková elektroda, virtuální kolektor, AC electrospinning, plošná nanovlákenná struktura

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 6. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jan Valtera, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta strojní

Magisterský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Konstrukce strojů a zařízení