Anyagextrúzión alapuló 3D nyomtatással készült rövidszálas kompozitok rétegközi hegedése
Az anyagextrúzión alapuló 3D nyomtatás (Fused Filament Fabrication) napjaink egyik legnépszerűbb additív gyártási technológiája. Ipari felhasználási területe legáltalánosabban a gyors prototípus gyártás, azonban a technológia alacsony költsége miatt már otthoni használata is kezd világszinten elterjedté válni.
A 3D nyomtatott termékeknél van egy kinevezett építési irány, melyben a polimer ömledéket az extruder rétegenként egymásra helyezi, s ezek érintkezéskor részben összehegednek. A hegedés minősége nagymértékben befolyásolja a termék mechanikai tulajdonságait, erre vonatkozóan a témában már több kutatás is készült.[1][2]
A mechanikai tulajdonságok javítása tehát elérhető a hegedést befolyásoló tényezők módosításával, melyek egyrészt a nyomtatási paraméterek (pl. sebesség, hőmérséklet, üregek mérete több falvonal esetén), másrészt töltőanyagok, vagy erősítőszálak alkalmazása. Ez utóbbi igen elterjedt és bevált módszer ennek ellenére a hegedési folyamatra gyakorolt hatása még nem feltárt [3].
Célom a rétegközi hegedés vizsgálata volt különböző erősítő száltípusok esetén rögzített paraméterekkel, eltérő száltartalom függvényében. Az általam vizsgált 1 réteg vastagságú téglalap alakú próbatestek bazalt, üveg és szén erősítéssel és politejsav mátrixanyaggal készültek. A lapkák építési irányban kerültek kivágásra a próbatestből, így a szakítóvizsgálattal a hegedés minősége vizsgálható. Kutatásomban feltártam az erősítőszál tartalom, illetve az eltérő hővezetési képességű száltípusok hatását a rétegközi hegedési folyamatra.
Irodalom:
[1] Coogan, T. J., Kazmer, D. O.: Prediction of interlayer strength in material extrusion additive manufacturing. Additive Manufacturing, 35, 101368 (2020).
[2] Allum, J., Moetazedian, A., Gleadall, A., Silberschmidt, V.V.: Interlayer bonding has bulk material strength in extrusion additive manufacturing: New understanding of anisotropy.
Additive Manufacturing, 34, 101297 (2020).
[3] Jacob J. Fallon, Steven H. McKnight , Michael J. Bortner Highly loaded fiber filledpolymers for material extrusion: A review of current understanding
Additive Manufacturing, 30, 100810 (2019).
szerző
-
Halász Lajos Tibor
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Tóth Csenge
Doktorandusz, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Kovács Norbert Krisztián
adjunktus, Polimertechnika Tanszék