Rétegközi hegedés vizsgálata FFF típusú 3D nyomtatott termékeken
Az additív gyártástechnológiák már az 1980-as évek óta léteznek, az azóta eltelt negyven év alatt pedig rohamos fejlődésen mentek keresztül. Kezdetben ezeket az eljárásokat prototípusok gyors és költséghatékony létrehozására használták, melyek egyedüli feladata az ötletek, koncepciók valós modellel történő szemléltetése volt [1,2]. Manapság a technológia már végtermékek gyártására is alkalmas, így az ipar több területén is kihasználják a benne rejlő lehetőségeket, mint például az autóipar, a repüléstechnika, vagy az orvostechnika [3]. Napjainkban a legnépszerűbb additív gyártástechnológia az ömledékrétegezés, röviden FFF (Fused Filament Fabrication), mely a többi additív gyártási eljáráshoz képesti egyszerű használhatósága és alacsony üzemeltetési költségei mellett elérhető árának köszönhetően már a háztartásokban is egyre elterjedtebb [1].
Az FFF típusú gépek rétegről rétegre építkezve, egy hőre lágyuló polimerszálból (úgynevezett filamentből) kiindulva alakítják ki a gyártani kívánt termék geometriáját. Az eljárás alapelvéből következik, hogy a termékek függőleges irányában anizotrópia lép fel, (mely mechanikai szempontból az 50%-ot is eléri [3]), a z-irányú tulajdonságok elmaradnak a síkbeli mechanikai jellemzőktől (például szakítószilárdság, húzó rugalmassági modulus). Az anizotrópia csökkentése szempontjából kulcsfontosságú az egyes rétegek között a megfelelő kapcsolat létrehozása. Azért, hogy az építkezési irányú jellemzőkkel minél közelebb tudjunk kerülni a tömbi anyagtulajdonságokhoz, célszerű megismernünk a rétegek között lejátszódó hegedési folyamatokat, mechanizmusokat, ugyanis ekkor a nyomtatási paraméterek megfelelő beállításával erősebb, jobb mechanikai tulajdonságú termékeket tudunk gyártani.
TDK dolgozatunk célja az FFF típusú berendezésekkel gyártott termékeken a rétegközi hegedést befolyásoló tényezők felderítése. Kísérleteink során vizsgálni fogjuk a szakirodalomban fellelt információkra alapozva a nyomtatási hőmérséklet, nyomtatási sebesség és a rétegvastagság hatását. Mintáinkon szakító vizsgálatokat végzünk, így közvetlenül tudjuk vizsgálni a rétegek közötti kapcsolat erősségét. A gyártási paraméterek hatásának vizsgálata mellett egy lehetséges gyakorlati megoldást is ismertetünk a hegedés javítására. Dolgozatunk segítségével, a hegedést befolyásoló paraméterek optimalizálásával képesek lehetünk csökkenteni a termékeink porozitását, illetve a függőleges irányú anizotrópiáját.
Irodalom:
[1] Dunai, A., & Dr. Macskási, L.: Műanyagok fröccsöntése. Budapest, Lexica Kft. (2003)
[2] Urhal, P., Weightman, A., Bartolo, P., & Diver: Robot assisted additive manufacturing: A review. In L. Wang, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 335-345 (2019)
[3] Shahrubudin, N., Lee, T. C., & Ramlan, R.: An Overview on 3D Printing Technology: Technological, Materials, and Applications. In Procedia Manufacturing 35, 1286-1296 (2019)
[4] Czvikovszky, T., Nagy, P., & Gaál, J.: A polimertechnika alapjai. Budapest (2007)
szerzők
-
Kiss Bálint
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc) -
Lukács Norbert
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Kovács Norbert Krisztián
adjunktus, Polimertechnika Tanszék -
Tóth Csenge
Doktorandusz, Polimertechnika Tanszék
