Μελέτη μηχανικών ιδιοτήτων νανοσύνθετων με πολυμερή PA12, HDPE, PETG και νανοσωματίδια οξειδίου του αντιμονίου στην τρισδιάστατη εκτύπωση.
Φόρτωση...
Ημερομηνία
2024-10-16
Συγγραφείς
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
ΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών
Περίληψη
Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στη διερεύνηση των μηχανικών ιδιοτήτων
νανοσύνθετων υλικών που κατασκευάζονται μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης. Σκοπός της
έρευνας είναι η αξιολόγηση της συμπεριφοράς και των ιδιοτήτων αυτών των υλικών σε
παραμορφώσεις εφελκυσμού, κάμψης, κρούσης και μικροσκληρότητας.
Για την εκπόνηση της εργασίας επιλέχθηκαν ως πολυμερική βάση το PA12 (πολυαμίδιο
12), HDPE (πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας) και PETG (γλυκόλη πολυαιθυλενίου
τερεφθαλικού), ενισχυμένα με νανοσωματίδια ATO (οξειδίου του αντιμονίου), σε
περιεκτικότητες 2%, 4%, 6%, 8%,10% αντίστοιχα για κάθε πολυμερή.
Στο πρώτο και θεωρητικό μέρος της εργασίας, , περιγράφεται η διαδικασία εξώθησης
νήματος από την ανάμειξη των πολυμερών και των νανοσωματιδίων, με σκοπό την εκ
νέου δημιουργία νήματος, όπου θα είναι ικανό να εκτυπωθεί με την μέθοδο της
τρισδιάστατης εκτύπωσης από 3D printer. Ακόμα, παρουσιάζονται οι μέθοδοι
τρισδιάστατης εκτύπωσης και αναλύεται η μέθοδος FFF (Fused Filament Fabrication)
όπου και χρησιμοποιήθηκε για το πείραμα. αναλύονται τα πολυμερή υλικά, τα
χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες τους, καθώς και η χρήση τους στον μηχανολογικό τομέα
μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Στη συνέχεια, αναλύονται τα πολυμερή υλικά, τα χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες τους,
καθώς και η χρήση τους στον μηχανολογικό τομέα μέσω της τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Έπειτα, αναφορά στα νανοϋλικά και εκτενή περιγραφή του Οξειδίου του Αντυμονίου
(ΑΤΟ), όπου και χρησιμοποιήθηκε ως πρόσθετο υλικό στην παρούσα εργασία.
Στο δεύτερο και πειραματικό μέρος της εργασίας, αναλύεται η διαδικασία του πειράματος.
Πρώτα παρουσιάζεται η ανάμιξη των υλικών, η διαδικασία εξώθησης των νημάτων των
νεοσύνθετων υλικών, έπειτα η τρισδιάστατη εκτύπωση των δοκιμίων και οι παράμετροι
εκτύπωσης και τέλος τα αποτελέσματα σε μορφή διαγράμματος κα ο σχολιασμός τους.
This diploma thesis focuses on the investigation of the mechanical properties of nanocomposites manufactured through three-dimensional printing. The purpose of the research is to evaluate the behavior and properties of these materials in tensile, bending, impact and microhardness deformations. PA12 (polyamide 12), HDPE (high density polyethylene) and PETG (polyethylene terephthalate glycol), reinforced with ATO (antimony oxide) nanoparticles, were selected as polymeric bases in contents of 2%, 4%, 6%, 8%, 10% respectively for each polymer. In the first and theoretical part of the work, the process of filament extrusion from the mixing of polymers and nanoparticles is described, in order to re-create filament, where it will be able to be printed with the method of 3D printing by a 3D printer. Furthermore, the 3D printing methods are presented and the FFF (Fused Filament Fabrication) method used for the experiment is analyzed. Polymeric materials, their characteristics and properties, as well as their use in the mechanical field through three-dimensional printing are analyzed. Next, polymeric materials, their characteristics and properties, as well as their use in the mechanical field through three-dimensional printing are analyzed. Next, reference to nanomaterials and an extensive description of Antymonium Oxide (ATΟ), where it was used as an additional material in this paper. In the second and experimental part of the work, the process of experiment is analyzed. First the mixing of materials, the process of extrusion of the threads of the neocomposite materials is presented, then the three-dimensional printing of the proofs and the printing parameters and finally the results in diagram form and their annotation.
This diploma thesis focuses on the investigation of the mechanical properties of nanocomposites manufactured through three-dimensional printing. The purpose of the research is to evaluate the behavior and properties of these materials in tensile, bending, impact and microhardness deformations. PA12 (polyamide 12), HDPE (high density polyethylene) and PETG (polyethylene terephthalate glycol), reinforced with ATO (antimony oxide) nanoparticles, were selected as polymeric bases in contents of 2%, 4%, 6%, 8%, 10% respectively for each polymer. In the first and theoretical part of the work, the process of filament extrusion from the mixing of polymers and nanoparticles is described, in order to re-create filament, where it will be able to be printed with the method of 3D printing by a 3D printer. Furthermore, the 3D printing methods are presented and the FFF (Fused Filament Fabrication) method used for the experiment is analyzed. Polymeric materials, their characteristics and properties, as well as their use in the mechanical field through three-dimensional printing are analyzed. Next, polymeric materials, their characteristics and properties, as well as their use in the mechanical field through three-dimensional printing are analyzed. Next, reference to nanomaterials and an extensive description of Antymonium Oxide (ATΟ), where it was used as an additional material in this paper. In the second and experimental part of the work, the process of experiment is analyzed. First the mixing of materials, the process of extrusion of the threads of the neocomposite materials is presented, then the three-dimensional printing of the proofs and the printing parameters and finally the results in diagram form and their annotation.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Πολυμερή, Νανοϋλικά, Τρισδιάστατη εκτύπωση, Μηχανικές ιδιότητες, Polymers, Nanomaterials, Three-dimensional (3D) printing, Mechanical properties