Přehled a porovnání PLA materiálů pro plastový 3D tisk

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou plastového 3D tisku metodou FDM. Cílem práce je vytvoření přehledu a porovnání PLA materiálů dostupných na českém trhu. Rešeršní část práce popisuje historii a vývoj aditivních technologií, technologii FDM tisku a materiál PLA. U materiálu PLA se práce primárně zaměřuje na běžné chyby během tisku. Dále poté specifikuje zkušební artefakty pro aditivní výrobu a popisuje jejich historii a vývoj, zmiňuje taktéž užití artefaktů u hobby 3D tisku. Poslední kapitola rešeršní části jmenuje a specifikuje optimální tiskové parametry pro technologii FDM. Experimentální část obsahuje komplexní testování materiálu PLA od více výrobců v různých cenových kategoriích. Jedná se o výrobce Prusament, Devil Design, Sunlu, C-Tech, Verbatim, Tronxy, Plasty Mladeč a Gembird. Nejdříve je popsána metodika testování, ve které je za-hrnuto tištění vzorků na tiskárně Original Prusa i3 MK3S+, tahová zkouška vzorků probíha-jící dle normy ČSN EN ISO 527-1 a analýza zkušebních artefaktů pomocí průmyslového tomografu Zeiss Metrotom 1500. Dále jsou poté shrnuty výsledky testování a je provedeno jejich konečné vyhodnocení. U vzorků tištěných v ose X dosáhl největší pevnosti se 48,23 MPa výrobce Devil Design, který disponoval nejvyšší pevností taktéž u vzorků v ose Y, a to 57,48 MPa. Nejnižší pevnosti disponovaly vzorky tištěné v ose Z, kde se jako nejlepší ukázal Prusament s hodnotou 34,80 MPa. U měření rozměrové přesnosti vnitřních otvorů dosáhli nejlepších výsledků Prusament a Plasty Mladeč s odchylkami pouhých 0,01 mm, naopak u analýzy vnějších rozměrů byla naměřena nejpřesnější hodnota výrobci Devil Design, a to 14,91, respektive 24,91 mm. Nejlepším převisem disponoval vzorek od výrob-ce C-Tech, který dokázal vytisknout 75° převis naprosto přesně. Dle celkových výsledků se jako nejlepší filament ukázalo PLA od C-Techu, které taktéž dosáhlo nejlepších výsledků po započtení cenového kritéria neboli poměru „cena-výkon“.

This Bachelor´s thesis deals with the problematics of the plastic 3D print by the FDM method. The aim of the work is to make a list and to compare PLA materials which are available at the Czech market. The research part of this thesis describes the history and development of additive technologies, the technology of FDM print and the PLA material. This thesis focuses on common errors during the print by the PLA material primarily. Fur-ther it specifies test artefacts for the additive production and describes their history and development, it mentions using artefacts by the hobby print as well. The last chapter of this research part appoints and specifies optimal printing parameters for the FDM technolo-gy. The experimental part includes the complex PLA material testing by more producers in different price categories. It is about Prusament Devil Design, Sunlu, C-Tech, Verbatim, Tronxy, Plasty Mladeč and Gembrid producers. At first the testing methodology is de-scribed, the printing of samples at the Original Prusa i3 MK3S+ is included, the tensile test of samples running according to the ČSN EN ISO 527-1 standard and the analysis of test-ing artefacts with the help of the industrial tomograph Zeiss Metrotom 1500. The results of testing are summed up further and their final evaluation is realized. For the samples printed in the axis X the producer Devil Design has accomplished the highest tensile strength of 48,23 MPa who has disposed of the highest tensile strength by the axis Y samples as well namely 57,48 MPa. The samples printed in the axis Z have disposed of the lowest tensile strength, where the Prusament has disposed the highest tensile strength of 34,80 MPa. By the measurement of the dimensional accuracy of inner holes the Prusament and Plasty Mladeč have accomplished the best results with the divergences 0.01 mm only on the other hand by the Devil Design the most accurate value of outer measurements has been meas-ured by the dimensional analysis namely 14,91 respectively 24,91 mm. The sample by the C-Tech producer has disposed of the best overhang, which has accomplished to print the 75° overhang exactly. According to the overall results the best filament is by the C-Tech producer, which has also accomplished the best results after the price criterion counting or the price – performance ratio.