Návrh a optimalizace konstrukce hlavy extruderu jednotryskového systému pro multimateriálovou FDM 3D tiskárnu

Bc. Adam Píš

Diplomová práce

Design and Optimization of a Single Nozzle Extruder Head for Multi-material FDM 3D Printer

Anotace:

Hlavným cieľom tejto diplomovej práce je návrh, optimalizácia a konštrukcia hlavy 3D tlačiarne, ktorá bude využívať špeciálny extrúder pre multifarebnú a multimateriálovú tlač. Navrhnuté dizajny sú optimalizované a validované pomocou simulačného softvéru SimScale. Pre zaistenie správnej funkcie extrúderu bol nevyhnutný nový dizajn krytu s elektronikou, pre ktorý bola podobne vykonaná simulácia na otestovanie ustálenej teploty jednotlivých ovládačov a procesora. Po získaní ideálnych dizajnov boli komponenty vyrobené pomocou FFF a SLA procesov. Následne prebehla konštrukcia spolu s vyladením. Výsledkom boli multifarebné a multimateriálové výtlačky, ktoré ukazujú schopnosť navrhnutého dizajnu produkovať súčiastky lepšie ako originálny dizajn a zároveň spoľahlivo a bez chýb.

Abstract:

The main goal of this master thesis is the design, optimization and construction of a 3D printer head that uses a special kind of extruder for multi-material and multi-color printing. The proposed designs are optimized and validated with the use of simulation software called SimScale. To ensure proper extruder function, a new enclosure for electronics was required, for which a simulation was similarly also performed to evaluate the steady-state temperatures of the drivers and the processor. Once the ideal designs were obtained, the parts were manufactured with the use of FFF and SLA processes. Subsequently, the design was carried out along with the tuning. The end results are multi-color and multi-material prints, which show the ability of the built design to outperform the original while at the same time being reliable and error-free.

Klíčová slova

Aditívna technológia, multimateriálová tlač, multifarebná tlač, FFF, SLA, CFD, SimScale, prúdnice, prúdenie vzduchu, optimalizácia

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jiří Matyáš, Ph.D.

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Magisterský studijní program / obor:
Procesní inženýrství / Výrobní inženýrství