Konstrukce extrudéru pro aditivní výrobu vysoce plněných termoplastů
Design of the extruder for additive manufacturing of highly-filled thermoplastics
Author
Advisor
Škaroupka, DavidReferee
Koiš, JiříGrade
AAltmetrics
Metadata
Show full item recordAbstract
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.
Keywords
Extrudér, aditivní výroba, vysoce plněný termoplast, Extruder, additive manufacturing, high-filled thermoplasticLanguage
čeština (Czech)Study brunch
Konstrukční inženýrstvíComposition of Committee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (místopředseda) doc. Ing. David Paloušek, Ph.D. (člen) doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen) Ing. Jan Čermák, Ph.D., MBA (člen) prof. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. (člen) Ing. Kateřina Dočekalová, Ph.D. (člen) Ing. Bronislav Růžička, Ph.D. (člen) Ing. Jiří Koiš (člen) doc. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen)Date of defence
2019-06-18Process of defence
Otázky oponenta: 1. Jaký je odhad hodnoty sdílení tepla tepelně nejexponovanější válcové části ("Hlavní část") stroje. Porovnejte variantu bez izolace a s izolací. (Lze použít termální analýzu použitou v DP). ZODPOVĚZENO. 2. Mezi hlavní faktory konstrukce byla zařazena nízká hmotnost. Jak by bylo možné rám odlehčit, vzhledem k zjištěnému nízkému napětí v převážném objemu dílce, které bylo stanoveno pevnostní analýzou? ZODPOVĚZENO. 3. Vysvětlete tabulku 5-9 na straně 101. ZODPOVĚZENO. Otázky členů komise k DP: 4. Ing. Dočekalová: Jaké byly požadavky na finální výtisk? ZODPOVĚZENO. Byly finální výrobky nějak testovány? ZODPOVĚZENO. 5. prof. Daniel: Jak byla ověřena homogenita hmoty vycházející z trysky? ZODPOVĚZENO. 6. Ing. Růžička: Je možné zařízení použít i pro jiné typy materiálů? ZODPOVĚZENO. 7. doc. Mazůrek: Jaké jsou důvody pro volbu tolerancí ve výkresové dokumentaci? ZODPOVĚZENO. Vysvětlete tok šnekem (obrázek v prezentaci). ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO. 8. prof. Hartl: Jak jste stanovil viskozitu materiálu? ZODPOVĚZENO. Jak jste korigoval data pro potřeby analýzy? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO. Jaký je vliv plniva? ZODPOVĚZENO. 9. doc. Paloušek: Jak je rychlost šneku spřažena s rychlostí pohybu robotického ramena? ZODPOVĚZENO. Jak jste došel k nastavení optimálních parametrů? ZODPOVĚZENO. Jak se stanovila výška vrstvy? ZODPOVĚZENO.Result of the defence
práce byla úspěšně obhájenaPersistent identifier
http://hdl.handle.net/11012/206365Source
KOČAŘ, J. Konstrukce extrudéru pro aditivní výrobu vysoce plněných termoplastů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.Collections
- 2019 [507]