Tato bakalářská práce se zaměřuje na vývoj nových kompozitních materiálů, využívající klasické filamenty z FDM metody 3D tisku (PETG, ABS, PLA) a resinové polymery (FormLabs Clalsic a Elastic 50A resin). Cílem práce bylo dosáhnout materiálů s vylepšenými vlastnostmi ve srovnání se základními složkami kompozitů. Pro dosažení tohoto cíle byly využity metody jako FDM 3D tisk, injekční vstřikování resinu, vytvrzování ve vytvrzovací komoře a mikroskopické pozorování. Hlavními výsledky práce bylo zjištění mírného zvýšení tažnosti u většiny vzorků díky použití elastického resinu, avšak současně klesla mez pevnosti. Dalším aspektem bylo snížení hmotnosti u většiny kompozitů oproti standardním vzorkům. Navzdory očekáváním však tato práce nedosáhla požadovaného cíle, kterým bylo zachování mechanických vlastností materiálu při redukci hmotnosti, zejména s ohledem na potenciální využití v automobilovém průmyslu. Výsledky této práce nabízejí inspiraci pro další výzkum v oblasti kompozitních materiálů. Bylo prokázáno, že navrhovaná kombinace materiálů není ideální pro průmyslové využití.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis focuses on the development of new composite materials utilizing conventional filaments from the FDM method of 3D printing (PETG, ABS, PLA) and resin polymers (FormLabs Clalsic and Elastic 50A resin). The aim of the thesis was to achieve materials with improved properties compared to the basic components of the composites. To achieve this goal, methods such as FDM 3D printing, resin injection molding, curing in a curing chamber, and microscopic observation were employed. The main results of the work revealed a slight increase in ductility for most samples due to the use of elastic resin, but at the same time, the tensile strength decreased. Another aspect was the reduction in weight for most composites compared to standard samples. However, despite expectations, this work did not achieve the desired goal of maintaining the mechanical properties of the material while reducing weight, especially considering potential applications in the automotive industry. The results of this work offer inspiration for further research in the field of composite materials. It has been demonstrated that the proposed combination of materials is not ideal for industrial use.
Klíčová slova
3D Tisk, Historie, Metody 3D tisku, Vývoj kompozitů, Statická tahová zkouška, Mikroskopie
Klíčová slova v angličtině
3D Printing, History, Methods of 3D Printing, Development of Composites, Static Tensile Testing, Microscopy
Rozsah průvodní práce
61 s. (75 290 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tato bakalářská práce se zaměřuje na vývoj nových kompozitních materiálů, využívající klasické filamenty z FDM metody 3D tisku (PETG, ABS, PLA) a resinové polymery (FormLabs Clalsic a Elastic 50A resin). Cílem práce bylo dosáhnout materiálů s vylepšenými vlastnostmi ve srovnání se základními složkami kompozitů. Pro dosažení tohoto cíle byly využity metody jako FDM 3D tisk, injekční vstřikování resinu, vytvrzování ve vytvrzovací komoře a mikroskopické pozorování. Hlavními výsledky práce bylo zjištění mírného zvýšení tažnosti u většiny vzorků díky použití elastického resinu, avšak současně klesla mez pevnosti. Dalším aspektem bylo snížení hmotnosti u většiny kompozitů oproti standardním vzorkům. Navzdory očekáváním však tato práce nedosáhla požadovaného cíle, kterým bylo zachování mechanických vlastností materiálu při redukci hmotnosti, zejména s ohledem na potenciální využití v automobilovém průmyslu. Výsledky této práce nabízejí inspiraci pro další výzkum v oblasti kompozitních materiálů. Bylo prokázáno, že navrhovaná kombinace materiálů není ideální pro průmyslové využití.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis focuses on the development of new composite materials utilizing conventional filaments from the FDM method of 3D printing (PETG, ABS, PLA) and resin polymers (FormLabs Clalsic and Elastic 50A resin). The aim of the thesis was to achieve materials with improved properties compared to the basic components of the composites. To achieve this goal, methods such as FDM 3D printing, resin injection molding, curing in a curing chamber, and microscopic observation were employed. The main results of the work revealed a slight increase in ductility for most samples due to the use of elastic resin, but at the same time, the tensile strength decreased. Another aspect was the reduction in weight for most composites compared to standard samples. However, despite expectations, this work did not achieve the desired goal of maintaining the mechanical properties of the material while reducing weight, especially considering potential applications in the automotive industry. The results of this work offer inspiration for further research in the field of composite materials. It has been demonstrated that the proposed combination of materials is not ideal for industrial use.
Klíčová slova
3D Tisk, Historie, Metody 3D tisku, Vývoj kompozitů, Statická tahová zkouška, Mikroskopie
Klíčová slova v angličtině
3D Printing, History, Methods of 3D Printing, Development of Composites, Static Tensile Testing, Microscopy
Zásady pro vypracování
Cílem práce je analýza vlivu technologie 3D tisku na vybrané mechanické vlastnosti polymerních kompozitních materiálů.
Úvod, cíl práce.
Literární rešerše (historie a vývoj technologie 3D tisku, typy polymerních kompozitních materiálů s orientací na automobilový průmysl, předchozí studie týkající se vlivu 3D tisku na mechanické vlastnosti).
Zhodnocení současného stavu technologie 3D tisku v automobilovém průmyslu, analyzovat vlastnosti polymerních kompozitních materiálů, stanovení parametrů ovlivňujících mechanické vlastnosti.
Metodika řešení bakalářské práce (výběr polymerních kompozitních materiálů, specifikace technologií 3D tisku, stanovení mechanických vlastností, experimentální postup, návrh experimentu, realizace experimentu, zpracování a vyhodnocení výsledků)
Diskuze (diskuse k dosaženým výsledkům, porovnání s očekávanými výsledky, zhodnocení přínosu technologie 3D tisku pro vývoj polymerních kompozitních materiálů pro oblast automobilového průmyslu, shrnutí dosažených výsledků případně doporučení pro další výzkum a vývoj).
Závěry a doporučení.
Zásady pro vypracování
Cílem práce je analýza vlivu technologie 3D tisku na vybrané mechanické vlastnosti polymerních kompozitních materiálů.
Úvod, cíl práce.
Literární rešerše (historie a vývoj technologie 3D tisku, typy polymerních kompozitních materiálů s orientací na automobilový průmysl, předchozí studie týkající se vlivu 3D tisku na mechanické vlastnosti).
Zhodnocení současného stavu technologie 3D tisku v automobilovém průmyslu, analyzovat vlastnosti polymerních kompozitních materiálů, stanovení parametrů ovlivňujících mechanické vlastnosti.
Metodika řešení bakalářské práce (výběr polymerních kompozitních materiálů, specifikace technologií 3D tisku, stanovení mechanických vlastností, experimentální postup, návrh experimentu, realizace experimentu, zpracování a vyhodnocení výsledků)
Diskuze (diskuse k dosaženým výsledkům, porovnání s očekávanými výsledky, zhodnocení přínosu technologie 3D tisku pro vývoj polymerních kompozitních materiálů pro oblast automobilového průmyslu, shrnutí dosažených výsledků případně doporučení pro další výzkum a vývoj).
Závěry a doporučení.
Seznam doporučené literatury
MACHEK, V., SODOMKA, J. Nauka o materiálu - 4. část: Polymery a kompozity s polymerní matricí. Praha: ČVUT, 2008. ISBN 978-80-01-03927-4.
KLOSKI, L. W., KLOSKI N. Začínáme s 3D tiskem. 1. vydání. Brno: Computer Press, 2017. 978-80-251-4876-1.
WANG, X., JIANG, M., ZHOU, Z., GOU, J., & HUI, D. 3D printing of polymer matrix composites: A review and prospective. Composites Part B: Engineering, 2017, Vol. 110, p. 442-458.
BADIRU, Adedeji B.; VALENCIA, Vhance V.; LIU, David (ed.). Additive manufacturing handbook: product development for the defense industry. CRC Press, 2017.
Seznam doporučené literatury
MACHEK, V., SODOMKA, J. Nauka o materiálu - 4. část: Polymery a kompozity s polymerní matricí. Praha: ČVUT, 2008. ISBN 978-80-01-03927-4.
KLOSKI, L. W., KLOSKI N. Začínáme s 3D tiskem. 1. vydání. Brno: Computer Press, 2017. 978-80-251-4876-1.
WANG, X., JIANG, M., ZHOU, Z., GOU, J., & HUI, D. 3D printing of polymer matrix composites: A review and prospective. Composites Part B: Engineering, 2017, Vol. 110, p. 442-458.
BADIRU, Adedeji B.; VALENCIA, Vhance V.; LIU, David (ed.). Additive manufacturing handbook: product development for the defense industry. CRC Press, 2017.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Student přistoupil k obhajobě závěrečné práce. Po prezentaci dosažených výsledků odpověděl na dotaz oponenta, dále reagoval na doplňující dotazy:
- Jak byl tištěný vzorek? (směr tisku)
- Jaký materiál jste použit k tisku?
- Při jaké teplotě jste materiál vytvrzovat?
- Proč uvádíte hmotnost vzorku?
- zahrnul jste všechny naměření hodnoty nebo jste některé vyloučil?