Προσθετική κατασκευή δοκιμίων από πολυμερή υλικά και σύγκριση των μηχανικών ιδιοτήτων

Abstract

Η τρισδιάστατη εκτύπωση αποτελεί μια τεχνολογία η οποία αναπτύσσεται ραγδαία τα τελευταία χρόνια με συνεχείς βελτιώσεις αναφορικά με την ταχύτητα, την ποιότητα αλλά και την ευκολία εκτύπωσης αντικειμένων. Εξ αιτίας των χαρακτηριστικών αυτών αλλά και των συγχρόνων τρισδιάστατων εκτυπωτών που έχουν τη δυνατότητα εκτύπωσης διαφόρων υλικών όπως μέταλλα, πλαστικά, σύνθετα, πολλές βιομηχανίες και εταιρίες επιθυμούν την ενσωμάτωση της συγκεκριμένης τεχνολογίας στα τωρινά ή στα μελλοντικά βραχυπρόθεσμα επιχειρηματικά τους σχέδια. Η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σχεδόν σε όλες τις βιομηχανίες και παρουσιάζει σημαντικές δυνατότητες ανάπτυξης, μελέτης και έρευνας. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση δοκιμίων από τα υλικά PLA, PC, και PAHT CF15, και η μελέτη της συμπεριφοράς τους και των μηχανικών ιδιοτήτων τους μέσω πειραματικών δοκιμών. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια ιστορική αναδρομή στην τρισδιάστατη εκτύπωση και στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι διάφορες τεχνολογίες προσθετικής κατασκευής. Το τρίτο κεφάλαιο περιλαμβάνει τον τρισδιάστατο σχεδιασμό των δοκιμίων εφελκυσμού, κάμψης, ερπυσμού και κρούσης με το λογισμικό Fusion360, την περιγραφή των υλικών που θα χρησιμοποιηθούν στην εργασία, και την προσομοίωση της εκτύπωσης μέσω του λογισμικού Cura. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά η διαδικασία της εκτύπωσης για όλα τα δοκίμια, αναφέρονται τα προβλήματα που προέκυψαν και η επίλυσή τους, και υπολογίζεται η διαστασιολογική σταθερότητα των εκτυπωμένων δοκιμίων. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι πειραματικές δοκιμές εφελκυσμού, κάμψης τριών σημείων, ερπυσμού και κρούσης, ενώ πραγματοποιείται σκληρομέτρηση, μέτρηση πυκνότητας και οπτική μικροσκοπία. Τα αποτελέσματα των δοκιμών καταγράφονται αναλυτικά και συγκρίνονται οι ιδιότητες των υλικών.