Vývoj hybridní technologie výroby polymerních prutových struktur
Loading...
Date
Authors
Florián, Vojtěch
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá vývojem hybridní technologie pro výrobu polymerních prutových struktur z PLA filamentu. Hlavním cílem této technologie je zvýšení produktivity tisku prostřednictvím tváření některých prutů v BCCXYZ struktuře, aniž by docházelo k jejich úplnému tavení. Prvním krokem bylo provést základní výzkum tváření polymeru. Tento proces zahrnoval sérii testů, včetně MKP simulací, tisku samostatných prutů a analýzy morfologie pomocí rentgenové práškové difrakce (XRD). Výsledky potvrdily proveditelnost tváření polymerů, což vedlo k dalšímu vývoji hybridní technologie tisku BCCXYZ struktur. Vyrobené struktury byly podrobeny testům tlakového zatěžování a porovnány s výsledky jiných tiskových technologií, včetně jejich výrobních nákladů. Tímto způsobem byly identifikovány výhody hybridní technologie tisku prutových struktur z filamentů. Pro demonstraci technologie byl vytvořen vzorek simulující formu pro sklolaminátový dílec. Tento výzkum přispívá k pokroku v oblasti tisku polymerních struktur a má potenciál zlepšit efektivitu a ekonomickou životaschopnost tohoto procesu v průmyslových aplikacích.
This thesis deals with the development of a hybrid technology for the production of polymeric rod structures from PLA filament. The main objective of this technology is to increase the printing productivity by forming some of the rods in BCCXYZ structure without melting them completely. The first step was to conduct basic research on polymer forming. This involved a series of tests, including FEM simulations, printing of individual strut members, and analysis of morphology using X-ray powder diffraction (XRD). The results confirmed the feasibility of polymer forming, which led to further development of hybrid printing technology for BCCXYZ structures. The fabricated structures were subjected to compression loading tests and compared with the results of other printing technologies, including their production costs. In this way, the advantages of the hybrid filament rod structure printing technology were identified. To demonstrate the technology, a mould simulating a fibreglass part was created. This research contributes to the advancement of polymer structure printing and has the potential to improve the efficiency and economic viability of the process in industrial applications.
This thesis deals with the development of a hybrid technology for the production of polymeric rod structures from PLA filament. The main objective of this technology is to increase the printing productivity by forming some of the rods in BCCXYZ structure without melting them completely. The first step was to conduct basic research on polymer forming. This involved a series of tests, including FEM simulations, printing of individual strut members, and analysis of morphology using X-ray powder diffraction (XRD). The results confirmed the feasibility of polymer forming, which led to further development of hybrid printing technology for BCCXYZ structures. The fabricated structures were subjected to compression loading tests and compared with the results of other printing technologies, including their production costs. In this way, the advantages of the hybrid filament rod structure printing technology were identified. To demonstrate the technology, a mould simulating a fibreglass part was created. This research contributes to the advancement of polymer structure printing and has the potential to improve the efficiency and economic viability of the process in industrial applications.
Description
Keywords
Mřížkové struktury, produktivita, parametry 3D tisku, tváření polymerů, krystalinita, extruze materiálu, MEX, robotický 3D tisk, velkoformátová aditivní výroba, LFAM, Lattice structures, productivity, 3D printing parameters, polymer forming, crystallinity, material extrusion, MEX, robotic 3D printing, large scale additive manufacturing, LFAM
Citation
FLORIÁN, V. Vývoj hybridní technologie výroby polymerních prutových struktur [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen)
prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Voltr, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radomír Mendřický, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-13
Defence
Student prezentoval výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky oponenta.
Otázka oponenta 1: Jak jste vyhodnotil požadavek aby minimálně 25% prutů bylo vytvořeno hybridně? (viz požadavek/ cíl práce z kapitoly 3.2) ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 2: Jak je přesně vyhodnocen cíl/požadavek na zvýšení rychlosti růstu obálkového objemu? (viz tiskový čas v tabulce 6-9) ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 3: Jak by podle vás měly vypadat konzistentní výsledky ze zkoušek mechanických vlastností vámi tištěných struktur? (viz kapitola 4.1.1, důraz na udržení konzistentní kvality v celém rozsahu výroby) ZODPOVĚZENO
doc. Maňas – Pokud by bylo měřeno ve větším rozsahu struktur, co do počtu buněk, nebyl by výsledek přesnější? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Jak velká je chybovost vašeho tisku? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Co se stane, pokud dojde k selhání v napojení styčníků ve strukturách u větších celků? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Nevadí, pokud se na každé desáté buňce dojde k chybě? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Jaká je největší možná velikost vyráběné struktury? ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek – Co je to „kaučukovitá fáze“ přeměny materiálu? ZODPOVĚZENO
doc. Vimmr – Klíčovým prvkem je bezchybné vytištění styčníku. Zamyslel jste se, jakým způsobem je možné eliminovat chyby při tisku? ZODPOVĚZENO
doc. Vimmr – Nestalo se vám při tisku, že vytisknete strukturu s nadbytečným množstvím prutů? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
doc. Koutný – Zdá se, že kolem uzlových bodů je další typ navazujícího defektu. Vyrábí se některé typy vektorů styčníků lépe, než jiné? ZODPOVĚZENO
doc. Koutný – Prezentovaná strategie výroby se zdá jako méně výhodná. Nedala by se kvalita prutů vylepšit změnou prostorové strategie výroby? ZODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení