Konstrukce experimentálního extrudéru pro 3D tisk modelářské hlíny

Abstract

Tato bakalářská práce se věnuje možnostem FDM tisku modelářských hlín a konstrukci experimentálního extrudéru pro 3D tisk tohoto materiálu. Extrudér přináší možnost 3D tisku uměleckých a designérských předmětů menších velikostí. Na trhu v roce 2019 není zařízení určené k tisku zmíněných hlín. Hlavním cílem této práce je vytvořit konstrukční návrh extrudéru. V teoretické části se práce zabývá shrnutím vlastností modelářských hlín. V praktické části je provedena identifikace parametrů extrudéru, měření termodynamických vlastností hlíny, měření sil potřebných k extruzi při různých teplotách a samotný konstrukční návrh pístového extrudéru. Zařízení vytlačuje předehřátý materiál pomocí šroubového pístu. Axiálního posuvu šroubu se dosahuje otáčením matice. Zařízení je přizpůsoben pro rychlou výměnu kapsle s předehřátou hlínou. Výsledný extrudér je vhodný pro experimentální tisky modelářské hlíny o různých viskozitách. Pomocí extrudéru je možné otestovat skutečné chování modelářských hlín při tisku a navrhnout optimální tiskové parametry, pro jeho masivnější použití.

This bachelor‘s thesis deals with possibilities of FDM printing of industrial clay and construction of experimental extruder for 3D printing of this material. The extruder delivers 3D prints of art and design items. There is no facility to print these clays on 2019 market. The main task of this work is to create a design of the extruder. The theoretical part of the thesis deals with summary of modeling clay properties. In the practical part, the parameters of the extruder are determined, the thermodynamic properties of the clay are measured, the forces necessary for extrusion are measured at different temperatures and the piston extruder is designed. The device extrude the preheated material with a screw piston. Axial displacement of the screw is achieved by turning the nut. The device is adapted for quick replacement of the capsule with preheated clay. The resulting extruder is suitable for experimental prints of model clay with different viscosities. Using the extruder, it is possible to test the actual behavior of the modeling clay during printing and to design optimal printing parameters for its more massive use.