ABS-optimoitu 3D-tulostin : Käytettävien materiaalien testaus
Liimatta, Jani (2016)
Liimatta, Jani
Tampereen ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605167931
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605167931
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyö on osa tuotekehitysprojektia, jossa olemassa olevasta 3D-tulostimesta optimoitiin ABS-muovia paremmin työstävä laite. ABS on yksi yleisimpiä 3D-tulostukseen käytetyistä filamenteista, mutta se on tulostettavuudeltaan hankala, koska se on herkkä lämpötilojen vaihteluille. Uuden laitteen tuli siis olla umpinainen, jotta lämpötila pysyisi vakiona. Osa tulostetuista komponenteista ei kuitenkaan kestänyt niin korkeita lämpötiloja filamentinvalmistajan tuotetiedoista huolimatta.
Opinnäytetyössä selvitetään, mitä muovissa tapahtuu korkeiden lämpötilojen vaikutuksen alaisena ja miksi tulostetut osat reagoivat lämpöön. Työssä myös perehdyttiin muovin kemiallisiin ja fyysisiin ominaisuuksiin sekä teoriaan. Tätä tietoa pyrittiin soveltamaan 3D-tulostusfilamentteihinkin, joiden valikoima on laaja ja jatkuvasti kasvava. Lisäksi suoritettiin koe, jossa tulostettuja koekappaleita lämpökuormitettiin ja näin yritettiin löytää kestävä materiaali käytettäväksi tuotekehitysprojektissa.
Kokeeseen valituista filamenteista löytyi kaksi projektiin soveltuvaa materiaalia, mutta kriittisimmät osat tullaan valmistamaan varmuuden vuoksi alumiinista. Muovit lämpölaajenevat enemmän kuin metallit, ja pelkästään jo tämä aiheuttaa ongelmia 3D-tulostimen kaltaisessa hienomekaanisessa laitteessa. Muoveja on monen erilaisia ja pienetkin seikat vaikuttavat niiden toimintaan lämmölle altistettuina ja kävi myös ilmi, että valmistajan arvioihin on suhtauduttava varauksella. Tästä syystä on hyvä että tämä opinnäytetyö teorioineen ja ohjeineen, yhdessä testipenkin kanssa, jäävät yritykselle ja he voivat näillä jatkossakin testata eri filamentteja ja todentaa niiden lämmönkestävyyttä.
Opinnäytetyössä selvitetään, mitä muovissa tapahtuu korkeiden lämpötilojen vaikutuksen alaisena ja miksi tulostetut osat reagoivat lämpöön. Työssä myös perehdyttiin muovin kemiallisiin ja fyysisiin ominaisuuksiin sekä teoriaan. Tätä tietoa pyrittiin soveltamaan 3D-tulostusfilamentteihinkin, joiden valikoima on laaja ja jatkuvasti kasvava. Lisäksi suoritettiin koe, jossa tulostettuja koekappaleita lämpökuormitettiin ja näin yritettiin löytää kestävä materiaali käytettäväksi tuotekehitysprojektissa.
Kokeeseen valituista filamenteista löytyi kaksi projektiin soveltuvaa materiaalia, mutta kriittisimmät osat tullaan valmistamaan varmuuden vuoksi alumiinista. Muovit lämpölaajenevat enemmän kuin metallit, ja pelkästään jo tämä aiheuttaa ongelmia 3D-tulostimen kaltaisessa hienomekaanisessa laitteessa. Muoveja on monen erilaisia ja pienetkin seikat vaikuttavat niiden toimintaan lämmölle altistettuina ja kävi myös ilmi, että valmistajan arvioihin on suhtauduttava varauksella. Tästä syystä on hyvä että tämä opinnäytetyö teorioineen ja ohjeineen, yhdessä testipenkin kanssa, jäävät yritykselle ja he voivat näillä jatkossakin testata eri filamentteja ja todentaa niiden lämmönkestävyyttä.