Vpliv polnila na mehanske lastnosti 3D tiskanega termoplastičnega poliuretanaKušar, Katarina (Avtor) Sever Škapin, Andrijana (Mentor) Lampe, Tomaž (Recenzent) diplomska delaortotika in protetikaaditivna tehnologija3D tiskmodeliranje s spajanjem slojev (FDM)termoplastični poliuretanmehanske lastnostivzorec polniladelež polnilaUvod: Dodajalna tehnologija, imenovana tudi 3D tisk, je postala vsestranska tehnologija, ki omogoča izdelavo tridimenzionalnih predmetov z dodajanjem zaporednih plasti. Ena najpogosteje uporabljenih tehnologij 3D tiska je modeliranje s spajanjem slojev - tehnologija FDM. Postopek tiskanja ter kakovost in lastnosti natisnjenega predmeta so odvisne od velikega števila parametrov. Za mehanske lastnosti 3D tiskanega predmeta so najbolj pomembni parametri povezani s strukturo izdelka. Glavna parametra sta delež in vzorec polnila. Poleg parametrov tiskanja je pomembna tudi izbira primernega materiala. Danes je pri tehnologiji FDM na voljo veliko različnih materialov, kot so na primer akrilonitril butadien stiren (ABS), polimlečna kislina (PLA) in termoplastični poliuretan (TPU). Namen: Raziskati in analizirati povezavo med dvema dejavnikoma, deležem in vzorcem polnila, in mehanskimi lastnostmi 3D tiskanega predmeta ter ugotoviti optimalno kombinacijo deleža in vrste vzorca polnila, s katero je mogoče doseči najboljše mehanske lastnosti 3D tiskanega predmeta iz TPU. Metode dela: Uporabili smo preizkušance natisnjene s filamentom varioShore TPU, ki smo jih natisnili na 3D tiskalniku BlackBelt. Primerjali smo deleže polnila od 10 % do 100 % ter dva vzorca polnila, Gyroid in Zig Zag. Skupaj je bilo natisnjenih dvainpetdeset preizkušancev. Izvedli smo natezni in tlačni test ter merjenje trdote po Shore A v skladu z izbranimi standardi. Določili smo tlačno in natezno trdnost, Youngov modul in raztezek pri pretrgu oz. pri 20 % deformaciji v primeru tlačnega testa. Ovrednotili smo tudi ponovljivost meritev. Rezultati: Natezna trdnost pri obeh vzorcih polnila raste z naraščajočim deležem polnila do 70 % deleža polnila, z nadaljnjim povečevanjem deleža polnila trdnost ostaja konstantna. Enak trend naraščanja opazimo tudi pri Youngovem modulu in relativnem raztezku. Izmerjena trdota narašča le do približno 50 % deleža polnila, z nadaljnjim povečevanjem deleža polnila se trdota le malenkost spreminja. Največja izmerjena trdota je 70 po Shore A pri 100 % obeh vrst polnila, Zig Zag in Gyroid. Pri višjih deležih polnila zaznamo tudi večje vrednosti tlačne trdnosti. Pri tlačnem testu so vrednosti naraščale z deležem polnila do 90 % zapolnitve. Pri večini preizkušancev smo izmerili večje vrednosti preiskovanih mehanskih lastnosti pri uporabi vzorca polnila Zig Zag. Razprava in zaključek: Ugotovili smo, da tako delež kot tudi vzorec polnila pomembno vplivata na mehanske lastnosti 3D tiskanih predmetov. Višji deleži zapolnitve so zaradi gostejše notranje strukture na splošno privedli do večje natezne in tlačne trdnosti ter trdote. Vrsta polnila ni bistveno vplivala na trdoto. Pri preizkušancih s polnilom Zig Zag smo ugotovili večjo tlačno in natezno trdnost, kot pri tistih, kjer smo uporabili vzorec polnila Gyroid.[K. Kušar]20232023-09-30 07:45:45Diplomsko delo/naloga151159sl