Πειραματική μελέτη των ιδιοτήτων σε εφελκυσμό του συνθετικού υλικού PA-CF έπειτα από κατεργασία FFF

Ανδρεάδης, Δημήτριος; Andreadis, Dimitrios

dc.contributor.author	Ανδρεάδης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Andreadis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2024-02-09T09:27:15Z
dc.date.available	2024-02-09T09:27:15Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58820
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26516
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μη συμβατικές κατεργασίες	el
dc.subject	Τρισδιάστατη εκτύπωση	el
dc.subject	Προσθετική κατασκευή	el
dc.subject	Εφελκυσμός	el
dc.subject	Ενισχυμένο πολυαμίδιο	el
dc.subject	Non-conventional processes	en
dc.subject	3D Printing	en
dc.subject	Polyamide (Naylon) carbon fiber	en
dc.subject	Additive Manufacturing	en
dc.subject	Tensile tests	en
dc.title	Πειραματική μελέτη των ιδιοτήτων σε εφελκυσμό του συνθετικού υλικού PA-CF έπειτα από κατεργασία FFF	el
dc.title	Experimental study of tensile properties of the synthetic material PA-CF after FFF processing	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μη συμβατικές κατεργασίες	el
heal.classification	Non-conventional processes	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-13
heal.abstract	Τις τελευταίες δεκαετίες, οι τεχνολογίες Προσθετικής Κατασκευής (ΑΜ – Additive Manufacturing) αποτελούν πρωτοκλασάτο ζήτημα τόσο στον ερευνητικό όσο και στο βιομηχανικό κόσμο. Οι τεχνολογίες ΑΜ δίνουν τη δυνατότητα κατασκευής αντικειμένων μέσω διαδοχικής πρόσθεσης επάλληλων στρώσεων υλικού. Εκ των τεχνολογιών ΑΜ, η τεχνολογία διαστρωματικής εξώθησης τηγμένου συρματοειδούς υλικού (FDM – Fused Deposition Modeling), με την συνεισφορά της Open Source δράση Replication Rapid Prototyper Project (RepRap), αποτελεί πλέον την πιο δημοφιλή τεχνολογία εκ των τεχνολογιών Προσθετικής Κατασκευής (Additive Manufacturing). Στη τεχνολογία αυτή θερμοπλαστικό υλικό συρματοειδούς μορφής τήκεται και εναποτίθεται διαστρωματικά επί πλατφόρμας έως ότου παραχθεί το τελικό προϊόν. Η δράση RepRap, με βασική ιδέα τη κατασκευή και τη χρήση μηχανών για ιδιοπαραγωγή, οδήγησε σήμερα στην ύπαρξη χαμηλού κόστους μηχανών εκτύπωσης, υλικών αλλά και λογισμικών διαθέσιμα για ελεύθερη εμπορική χρήση. Μέσω της διεργασίας αυτής μπορούν να κατασκευαστούν σύνθετα σχεδιαστικά προϊόντα σε μικρό χρόνο και κόστος άλλα χαμηλής ποιότητας και επαναληψημότητας λόγω της χαμηλής ποιότητας του εξοπλισμού και των λογισμικών. Ωστόσο η πρόκληση να επιτευχθεί η κατασκευή υψηλής ποιότητας προϊόντων ικανά να χρησιμοποιηθούν σε βιομηχανικές εφαρμογές βρίσκεται στο ερευνητικό επίκεντρό. Ιδιαίτερα το κομμάτι του λογισμικού εμπεριέχει την ύπαρξη πολλών παραμέτρων κατεργασίας ικανά να επηρεάσουν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των τελικών προϊόντων. Ένα από τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των παραγόμενων προϊόντων που ενδιαφέρουν είναι η μηχανική συμπεριφορά, όπου για τα κοινά θερμοπλαστικά υλικά βρίσκουμε πληθώρα ερευνών. Στο προσκήνιο πλέον βρίσκονται θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά ενισχυμένα με ίνες ως κατεργαζόμενα υλικά προκειμένου να βελτιωθεί η μηχανική συμπεριφορά. Σκοπός παρούσα διπλωματική εργασίας είναι ο πειραματισμός με ένα νέο εμπορικό μηχάνημα εκτύπωσης (Flash Forge - Creator 3) με το οποίο εξοπλίστηκε το Εργαστήριο Τεχνολογίας των Κατεργασιών καθώς και η αξιολόγηση στις μηχανικές ιδιότητες εφελκυσμού των προϊόντων παραγόμενα αυτό. Το υλικό που εξετάζεται είναι το ενισχυμένο πολυαμίδιο με 15% ίνες άνθρακα (Carbon fiber PA) της εταιρείας BASF. Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε είναι το CURA ενώ οι παράμετροι κατεργασίας που εξετάζονται είναι το μοτίβο πλήρωσης (infill pattern), το ποσοστό πλήρωσης (infill density) και το πολλαπλάσιο γραμμών πλήρωσης (infill line multiplier). Η μηχανική αξιολόγηση τους γίνεται σύμφωνα με το πρότυπο ASTM D638:2014. Για τον σχεδιασμό των πειραμάτων (design of experiments) χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Taguchi, ενώ για την ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε η ανάλυση διακύμανσης ANOVA.	el
heal.abstract	Last decades, Additive Manufacturing (AM) technologies have become a hot topic in both the research and industrial worlds. AM technologies enable the construction of objects through the successive addition of parallel material layers. Among Additive Manufacturing (AM) technologies, the technology of Material Extrusion (Fused Deposition Modeling), with the contribution of the Open Source initiative Replication Rapid Prototyper Project (RepRap), has now become the most popular technology among Additive Manufacturing technologies. In this technology, thermoplastic filament material is melted and deposited layer by layer on a platform until the final product is produced. The RepRap initiative, with its fundamental idea of building and using machines for self-replication, has led to the existence of low-cost printing machines, materials, and software available for free commercial use today. Through this process, complex design products can be manufactured quickly and at low cost, but with low quality and repeatability due to the subpar quality of equipment and software. However, the challenge of achieving the construction of high-quality products suitable for industrial applications is at the forefront of research. In particular, the software component involves the existence of many processing parameters capable of influencing the quality characteristics of the final products. One of the quality characteristics of the produced products of interest is their mechanical behavior, where numerous research studies have been conducted for common thermoplastic materials. Now in the forefront are thermoplastic composite materials reinforced with fibers as processed materials in order to enhance their mechanical performance. The purpose of this thesis is to experiment with a new commercial 3D printing machine (Flash Forge - Creator 3) recently acquired by the Laboratory of Manufacturing Technology and to evaluate the parts tensile mechanical properties as well. The material under examination is the 15% carbon fiber-reinforced polyamide (PACF) by BASF. The software used is CURA, and the processing parameters investigated include infill pattern, infill density, and infill line multiplier. The mechanical evaluation is conducted according to ASTM D638:2014 standards. The Taguchi method, was utilized for experiment design. Finally the results of the measurements are analyzed using Taguchi and ANOVA.	en
heal.advisorName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος - Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Πανώριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών. Εργαστήριο Κατεργασιών των Υλικών (Μηχανουργικό και Μηχανολογικό Εργοστάσιο)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	125 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false