Konstrukce extrudéru pro aditivní výrobu vysoce plněných termoplastů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
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.
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.
Description
Citation
KOČAŘ, J. Konstrukce extrudéru pro aditivní výrobu vysoce plněných termoplastů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční inženýrství
Comittee
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 acceptance
2019-06-18
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 defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let