Vpliv ogljikovih vlaken na mehanske lastnosti 3D-tiskanega termoplastičnega poliuretanaStrgar, Ernest (Avtor) Sever Škapin, Andrijana (Mentor) Slapnik, Janez (Komentor) Lampe, Tomaž (Recenzent) diplomska delaortotika in protetikaaditivna tehnologija3D tiskanjemodeliranje s spajanjem slojev (FDM)kompozititermoplastičen poliuretanogljikova vlaknamehanske lastnostiUvod: 3D-tiskanje je hitro razvijajoča se napredna tehnologija izdelave tridimenzionalnih trdnih objektov, ki vse bolj pridobiva na pomenu v industriji, kot tudi na medicinskem področju. Njegova glavna prednost je možnost izdelave cenovno ugodnih in funkcionalnih delov z različnimi lastnostmi. Najpogosteje uporabljena tehnologija 3D tiska je modeliranje s spajanjem slojev ali »fused deposition modeling« (FDM) tehnologija. Na kvaliteto 3D tiskanih izdelkov imajo velik vpliv parametri tiskanja ter material, ki ga uporabljamo. Med najpogosteje uporabljenimi materiali za FDM so polimlečna kislina (PLA), akrilonitril butadien stiren (ABS), polietilen tereftalat (PET), termoplastični poliuretan (TPU) ter kompozitni materiali, ki so vsestranski, imajo majhno težo in prilagodljive lastnosti. Primer takih kompozitnih materialov so polimerni kompoziti, ojačani z ogljikovimi vlakni. Namen: Namen je raziskati in analizirati vpliv različnih vsebnosti ogljikovih vlaken na mehanske lastnosti 3D tiskanega polimernega kompozita na osnovi termoplastičnega poliuretana, ter primerjati mehanske lastnosti vzorcev, pripravljenih z dvema različnima tehnologijama: s 3D tiskanjem in s klasično tehnologijo brizganja. Metode dela: Različne deleže ogljikovih vlakne (10 mas.%, 15 mas.% in 20 mas.%) smo kompavndirali v TPU matrico z dvopolžnim korotirajočim ekstruderjem. Iz pripravljenih kompozitnih materialov smo pripravili filamente za 3D tisk z enopolžnim ekstruderjem. Preizkušance za testiranje mehanskih lastnosti smo pripravili z brizganjem in FDM 3D tiskom in jih okarakterizirali z nateznim preizkusom ter trdoto po Shore A. Rezultati: Največja izmerjena trdota po Shore A je bila 90 pri TPU+CF20, najmanjša pa pri čistem TPU (80) 3D tiskanih preizkušancev . Natezna trdnost in Youngov modul sta rastla z večanjem vsebnosti ogljikovih vlaken. Največjo natezno trdnost in Youngov modul je imel TPU+CF20, najmanjšo pa neojačen TPU, razen pri brizganih preizkušancih, kjer je imel največjo natezno vrednost neojačan TPU. Nasprotno pa je relativni raztezek padal z večanjem vsebnosti ogljikovih vlaken: največji raztezek pri pretrgu je dosegel TPU, najmanjšega pa TPU+CF20 tako pri 3D tiskanih in brizganih preizkušancih. Razprava in zaključek: Ugotovili smo, da delež ogljikovih vlaken vpliva na mehanske lastnosti natisnjenih kompozitnih vzorcev na osnovi TPU 3D tiskanih preizkušancev. Z višjo vsebnostjo ogljikovih vlaken so naraščali natezna trdnost, Youngov modul in trdota. Z večanjem deleža dodanih vlaken pa je padala razteznost in elastičnost materiala.[E. Strgar]20242025-01-17 07:45:34Diplomsko delo/naloga166527UDK: 617.3VisID: 145844COBISS_ID: 222763523sl