Posouzení technologie 3D tisku v elektrotechnologii

Abstract

Práce se zabývá problematikou trojrozměrného tisku v oblasti elektrotechnologií. Cílem teoretické části je pojednat o vybraných moderních technologiích 3D tisku, jejich principech, používaných materiálech a posoudit jejich vhodnost pro aplikace v elektrotechnice. Zvláštní pozornost práce je věnována současným metodám umožňujícím částečné nebo úplné zhotovení elektronických prvků. Dále teoretická část navrhuje zkoušky pro ověření mechanických a elektrických vlastností materiálů. Práce v experimentální části podrobuje vybrané vodivé a dielektrické materiály mechanickým a elektrickým zkouškám. Pro měření elektrických vlastností vodivého materiálu je popsán návrh vlastního elektrodového systému. Dále je v práci analyzováno chemické složení materiálů, které výrobce neuvádí. Práce je završena návrhem a realizací funkčního prototypu, jenž demonstruje praktické využití 3D tisku v oblasti elektrotechnologií. Některé materiály prokazují vhodné elektrické vlastnosti pro nízkonapěťové aplikace při zachování silných mechanických vlastností, jiné potom výborné izolační vlastnosti vhodné pro kombinaci s vodivými prvky.

The thesis deals with the issue of three-dimensional printing in the field of electrical engineering. The aim of the theoretical part is to discuss selected modern 3D printing technologies, their principles, materials used and to assess their suitability for applications in electrical engineering. Special attention is paid to the current methods enabling partial or complete fabrication of electronic components. Furthermore, the theoretical part proposes tests to verify the mechanical and electrical properties of the materials. The experimental part of the thesis subjects selected conductive and dielectric materials to mechanical and electrical tests. The design of a custom electrode system is described for measuring the electrical properties of the conductive material. Furthermore, the chemical composition of the materials, which is not given by the manufacturer, is analysed in the thesis. The thesis concludes with the design and implementation of a working prototype that demonstrates the practical application of 3D printing in the field of electrical engineering. Some materials demonstrate suitable electrical properties for low-voltage applications while maintaining strong mechanical properties, while others demonstrate excellent insulating properties suitable for combination with conductive elements.