Optimalizace volby infillu s důrazem na maximální dynamickou odolnost

Abstract

Práce se zabývá studií vlivu rozdílné tloušťky stěn vnitřní výplně 3D tištěných dílců při konstantní ploše průřezu na jejich výsledné vlastnosti při statickém nebo dynamickém zatížení. Na základě literární studie jsou zvoleny dvě experimentální metody. Kvazistatická zkouška a Taylorův test. Pro testy jsou vytištěny vzorky čtvercové a hexagonální mřížky pomocí metody FDM z materiálu PLA. Kvazistatická zkouška je použita k měření statických vlastností, jako je maximální pevnost v tlaku, mez kluzu, modul pružnosti a odvození materiálového modelu podle Johnson – Cooka. Dynamický rázový test TAT slouží k vyhodnocení různých typů výplní při vysokých dopadových rychlostech. V programu ANSYS jsou simulovány vzorky, které v Taylorově testu odolaly nejvyšším rázovým rychlostem a následně je optimalizován parametr citlivosti na rychlosti deformace pro konkrétní dopadovou rychlost. Nejvyšší maximální dynamické odolnosti dosáhla čtvercová výplň o tloušťce stěny 0,4 mm při rázové rychlosti 37 ms-1.The thesis deals with the study of the effect of different wall thicknesses of 3D printed infill patterns at constant cross-sectional area on their final properties under static and dynamic loading. Based on literature study, two experimental methods are chosen. The quasi-static test and the Taylor anvil test. For the experiment, square and hexagonal grid specimens are printed using FDM technology from PLA material. Quasi-static test is used to measure the static properties such as maximum compressive strength, yield stress, modulus of elasticity and to derive material model of Johnson-Cook. The dynamic impact test TAT is used to evaluate different types of patterns at high impact velocities. In ANSYS, the specimens that resisted the highest impact velocities in TAT are simulated and strain rate sensitivity parameter is optimized for the specific velocity. The highest dynamic resistance was achieved by a square infill pattern with wall thickness of 0,4 mm at an impact velocity of 37 ms-1.