Konstrukce extrudéru pro aditivní výrobu vysoce plněných termoplastů

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem a realizací experimentálního extrudéru pro vytlačování vysokoplněného termoplastu (Polybetu), který bude součástí robotického ramena. Výstupem práce je zařízení, které bude schopno aditivně a kontinuálně nanášet vrstvy Polybetu. Je vytvořen šnekový extrudér s upravenými parametry, se schopností extruze taveniny s plnivy (písek, sklo). Rozměry a hmotnost extrudéru byly minimalizovány s ohledem na nosnost robotického ramena. Výsledkem je extrudér umožňující velkorozměrový aditivní tisk Polybetu s pojivy PET nebo PP. Dalším výsledkem je výpočtový model průtoku a výkonu upravený na základě experimentů. Jedná se o výzkum nové oblast aditivní výroby, kdy jsou využity dva druhy odpadového materiálu pro stavebnictví. Na základě této práce je zkoumán vliv plniv na výkon a průtok extrudérem.

The diploma thesis is concerned in design and realization of an experimental extruder for high-filled thermoplastic (Polybet) extrusion, which is a part of an assembly attached to the robotic arm. The result of the work is a device, that is be able to additively and continuously apply layers of Polybet. The s worm threaded extruder with modified parameters is designed with the ability to extrude the thermoplastic melt with additional fillers (sand, glass). The dimensions and weight of the extruder were minimized within limits of the robotic arm carrying capacity. The design of this thesis is an extruder which is able of large-scale additive printing of Polybet with binders (PET or PP). Another result is a mathematical model of material flow and power consumption, adjusted by results of experiments. The thesis is a research of a new part of additive production, where two types of waste material are used for the construction industry. The thesis examines the influence of fillers on power and flow rate through the extruder.