Návrh auxetických struktur pro 3D tisk
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Chování, kdy se materiál při tahovém zatížení v jednom směru roztáhne i ve směru kolmém, se nazývá auxetické a je spojováno např. se zvýšenou odolností vůči průniku těles. Auxetické chování je zejména důsledkem typické geometrie vnitřní struktury, proto ho lze dosáhnout jedinečným uspořádáním prutů v mikro-prutové soustavě. Díky aditivním technologiím, jako je např. Selective Laser Melting (SLM), je možné takto komplexní geometrii vyrobit. Tato bakalářská práce se zabývá návrhem prostorové mikro-prutové struktury, která bude vykazovat auxetické chování a bude vyrobitelná metodou SLM. Na základě rozsáhlé rešerše týkající se tématu 2D i 3D auxetických struktur byl navržen nový typ auxetické struktury. Vyrobitelnost byla ověřena zhotovením několika vzorků v různých rozměrových konfiguracích. Auxetické chování a mechanické vlastnosti byly následně otestovány prostřednictvím pádového testu. Jeho vyhodnocením bylo možné určit vliv rozměrových parametrů na celkové chování struktury.
Behavior in which the material expands in one direction and in a perpendicular direction under tensile loading is called auxetic and is associated, e. g. with increased indentation resistance. Auxetic behavior is mainly due to the typical geometry of the internal structure. Therefore, it can be achieved by a unique arrangement of inner micro-lattice structure. Through additive technologies such as Selective Laser Melting (SLM), it is possible to manufacture such complex geometry. This bachelor thesis deals with the design of a spatial micro-lattice structure that will exhibit auxetic behavior and can be made by the SLM method. Based on an extensive research on the topic of 2D and 3D auxetic structures, a new type of auxetic structure was designed. The manufacturability was verified by making several samples in different dimensional configurations. Auxeticity and mechanical properties were subsequently tested using a drop test. By evaluating it, it was possible to determine the influence of dimensional parameters on the overall behavior of the structure.
Behavior in which the material expands in one direction and in a perpendicular direction under tensile loading is called auxetic and is associated, e. g. with increased indentation resistance. Auxetic behavior is mainly due to the typical geometry of the internal structure. Therefore, it can be achieved by a unique arrangement of inner micro-lattice structure. Through additive technologies such as Selective Laser Melting (SLM), it is possible to manufacture such complex geometry. This bachelor thesis deals with the design of a spatial micro-lattice structure that will exhibit auxetic behavior and can be made by the SLM method. Based on an extensive research on the topic of 2D and 3D auxetic structures, a new type of auxetic structure was designed. The manufacturability was verified by making several samples in different dimensional configurations. Auxeticity and mechanical properties were subsequently tested using a drop test. By evaluating it, it was possible to determine the influence of dimensional parameters on the overall behavior of the structure.
Description
Citation
SOBOL, V. Návrh auxetických struktur pro 3D tisk [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Michal Kubík, Ph.D. (člen)
Ing. David Škaroupka, Ph.D. (člen)
Ing. Radovan Galas, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-22
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a zodpověděl dotazy:
1) Mohou souviset směry REC a FLOW (obr. 5-5) s nalezenými defekty ve vyrobených vzorcích? Pokud ANO, popište jak. Pokud NE, popište, na co měly, nebo by mohly mít tyto parametry vliv. - zodpovězeno
2) Jak by se lišila Efektivita absorpce energie v průběhu deformace (Obr. 5-15) v případě neauxetické struktury, např.přímé pruty, nebo jiný vhodný příměr. - zodpovězeno
3) Existuje nějaký jiný typ buňky, který byste po zkušenostech vyhodnotil jako perspektivní s ohledem na vyrobitelnost a efektivitu absorpce energie? - zodpovězeno
Ing.Kubík: Docházelo k tepelnému zpracování struktury? Mělo by tepelné zpracování nějaký vliv na mechanické vlastnosti materiálu? - zodpovězeno
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení