Návrh lisovacího nástroje vyráběného 3D tiskem pro díl krytu zámku

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá technologií 3D tisku metodou FFF (Fused Filament Fabrication). V teoretické části byl popsán přehled nejčastěji využívaných metod 3D tisku a jejich princip, hlavní parametry 3D tisku, vady výtisků a možnosti úpravy povrchu výtisků. Dále se teoretická část zabývala přehledem materiálů vhodných pro tisk metodou FFF, možnostech zkoušení vlastností plastů, a nakonec principem simulačního softwaru Simufact Forming. Experiment se zabývá návrhem tažníku a tažnice z plastu PLA, které jsou vyráběny metodou 3D tisku FFF, a slouží pro vytvoření dílu krytu zámku z plechu DX56 o tloušťce 0,7 mm. Podle vzoru výlisku, který byl poskytnut firmou KERVAL a.s., byl vytvořen jeho virtuální model, ze kterého se vycházelo při návrhu geometrie nástrojů a tvaru polotovaru. Dále byly provedeny zkoušky tahem a tlakem vzorků z PLA pro určení jejich vlastností, následně byla vytvořena numerická simulace v programu Simufact Forming pro ověření vhodnosti geometrie nástrojů a vyloučení poškození polotovaru. Poté byly vytisknuty nástroje a byly použity k samotnému tváření. Výsledky experimentu ukázaly, že plastové nástroje byly schopny vylisovat díl krytu zámku dveřních zárubní v požadované kvalitě, nicméně během procesu tváření došlo k výraznému poškození nástroje, které bylo v přímém rozporu s výsledky numerické simulace. V závěru jsou rozebrány příčiny tohoto výsledku a doporučení pro možné řešení problému.

This diploma thesis deals with 3D printing technology using the Fused Filament Fabrication method. In the theoretical part, an overview of the most frequently used 3D printing methods and their principles, the main parameters of 3D printing, defects of prints, and the possibility of modifying the surface of prints were described. Furthermore, the theoretical part dealt with an overview of materials suitable for FFF printing, the possibilities of testing the properties of plastics, and finally, the simulation software Simufact Forming principle. The experiment deals with the design of tools for sheet metal drawing made of PLA plastic, produced by the FFF 3D printing method, and used to create a lock cover part from DX56 sheet metal 0.7 mm. First, a virtual model was created based on the pattern provided by KERVAL a.s., which was used to design the tools' geometry and the input sheet's shape. Furthermore, tensile and compression tests of PLA samples were carried out to determine their properties; then, a numerical simulation was created in the Simufact Forming program to verify the suitability of the geometry of the tools and to exclude damage to the semi-finished product. The tools were then printed and used for the pressing itself. The results of the experiment showed that the plastic tools were able to press the part of the lock cover to the required quality; however, during the forming process, there was significant damage to the tool, which was in direct contradiction to the results of the numerical simulation. In conclusion, the causes of this result and recommendations for possible solutions to the problem are analyzed.