Tepelné zpracování produktů aditivní výroby

Bc. Jiří Šenkýř

Master's thesis

Heat treatment of additive manufacturing products

Abstract:

Diplomová práce je zaměřena na porovnání mechanických vlastností v tahu materiálu rPET před a po provedení žíhání na třech teplotních intervalech a dvou dobách výdrže na těchto teplotách. V teoretické části jsou popsány vybrané konkrétní aditivní technologie. Nejznámější technologie jsou doplněny o přehled 3D tiskáren a tiskových materiálů. Část 3D tisku je zakončena přehledem využití této výrobní technologie v praxi. Na závěr rešeršní části je popsáno tepelné zpracování produktů aditivní výroby. V praktické části je popsána výroba 35 ks zkušebních vzorků podle normy pro stanovení tahových vlastností pro plasty pomocí FDM 3D tisku. Následně je popsána metodika žíhání po 30 nebo 60 minutách na teplotních intervalech 75-80 °C, 83-88 °C a 93-98 °C. Poslední částí experimentu je ověření pevnostních vlastností v tahu všech vzorků na univerzálním zkušebním stroji. Dále bylo provedeno vyhodnocení získaných dat, vytvoření krabicových grafů pro každou variantu žíhání a porovnání výsledků. Nejlepších pevnostních výsledků bylo dosaženo u vzorků bez tepelného zpracování. Mezi žíhanými vzorky bylo dosaženo nejvyšších pevnostních hodnot u těch, které byly žíhány 30 min při 83-88 °C. Nejnižší průměrné pevnosti bylo dosaženo u vzorků žíhaných 60 min při 75-80 °C. Žíháním se tak při uvedených teplotách a časech pevnostní vlastnosti vzorků zhoršily. Takto vyrobené vzorky z materiálu rPET tedy nejsou vhodné pro žíhání.

Abstract:

The diploma thesis is focused on comparing the mechanical properties in tension of the rPET material before and after annealing at three temperature intervals and two holding times at these temperatures. Selected specific additive technologies are described in the theoretical part. The most famous technologies are supplemented with an overview of 3D printers and printing materials. The 3D printing section ends with an overview of the use of this manufacturing technology in practice. At the end of the research part, heat treatment of additive manufacturing products is described. The practical part describes the production of 35 test samples according to the standard for determining tensile properties for plastics using FDM 3D printing. Subsequently, the annealing methodology is described after 30 or 60 minutes at temperature intervals of 75-80 °C, 83-88 °C and 93-98 °C. The last part of the experiment is the verification of the tensile strength properties of all samples on a universal testing machine. Furthermore, the obtained data were evaluated, box plots were created for each annealing variant and the results were compared. The best strength results were achieved with samples without heat treatment. Among the annealed samples, the highest strength values were achieved in those which were annealed for 30 min at 83-88 °C. The lowest average strength was achieved for samples annealed for 60 min at 75-80 °C. Thus, the strength properties of the samples deteriorated during annealing at the indicated temperatures and times. Thus, rPET samples produced in this way are not suitable for annealing.

Keywords

3D tisk, žíhání, zkouška tahem, rPET

Keywords

3D print, thermal annealing, tensile test, rPET

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2024
• Supervisor: Ing. Ing. Petr Dostál, Ph.D.
• Reader: Michal Šustr, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme:
Agricultural Machinery