Výběr materiálu pro 3D tisk součásti

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá problematikou plastového FDM 3D tisku. Cílem práce je výběr vhodného materiálu pro 3D tisk páčky nouzového hydraulického systému v leteckém simulátoru. Teoretická část se zabývá principem a limity technologie FDM. Dále následuje popis základních tiskových parametrů a také nejpoužívanějších materiálů. V poslední kapitole teoretické části jsou zpracovány technické normy týkající se certifikace materiálů v letectví. Experimentální část obsahuje výběr z řady technických materiálů. Jedná se o materiály PETG, CPE HG100, PETG-CF, PA12-CF, HTN-CF25, PC a PA6-CF. Experiment začíná úpravou CAD modelu před tiskem, následuje výběr vhodných tiskových parametrů a provedení normovaných mechanických zkoušek, specificky poté zkoušky ohybem, zkoušky rázové houževnatosti metodou Charpy a také zkoušky tahem. Součástí experimentu je rovněž orientační pevnostní analýza, která má za cíl určit, zdali je materiál vhodný pro danou aplikaci a také ověřit její použitelnost u 3D tisku. Testování mechanické odolnosti páčky se skládá z její instalace přímo do simulátoru a také z domácího testování za pomocí experimentálně zjištěného maximálního zatížení. Výsledky jednotlivých testů jsou poté shrnuty a je provedeno jejich vyhodnocení za pomocí vícekriteriálního rozhodování.

This thesis deals with the issue of plastic FDM 3D printing. The aim of the thesis is the selection of a suitable material for 3D printing of the lever of the emergency hydraulic system in the flight simulator. The theoretical part deals with the principles and limits of FDM technology. This is followed by a description of the basic printing parameters as well as the most used materials. In the last chapter of the theoretical part, technical standards related to the certification of materials in aviation are elaborated. The experimental part contains a selection of a range of technical materials. These materials are PETG, CPE HG100, PETG-CF, PA12-CF, HTN-CF25, PC and PA6-CF. The experiment starts with the modification of the CAD model before printing, followed by the selection of suitable printing parameters and the execution of standard mechanical tests, specifically bending tests, Charpy impact strength tests and tensile tests. The experiment also includes an indicative strength analysis to determine if the material is suitable for the application and also to verify its applicability to 3D printing. Mechanical durability testing of the lever consists of installing it directly into the simulator and also home testing using the experimentally determined maximum load. The results of each test are then summarized and evaluated using multi-criteria decision making.