Polishing thin sections for analysis of 3D printed and injection moulded polymers
Tulander, Oscar (2018)
Tulander, Oscar
Yrkeshögskolan Arcada
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805148030
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805148030
Tiivistelmä
Tunntvärsnittsanalys är en ny typ av analysmetod för 3D-utskrivna delar, samma
analysmetod har använts tidigare för plastmaterial för att analysera materialstruktur och
defekter i plastdelar. Huvudsyftet med examensbetet är att utveckla en poleringsmetod
genom vilken tunna tvärsnitt av 3D-utskrivna och formsprutade delar kan erhållas för
att analyseras med optiskt ljusmikroskop. Polering av tunna tvärsnitt har använts inom
biologi, metallurgi och geologi, kunskapen på dessa områden utnyttjas i detta slutarbete
för att framställa provbitar av polymera material. I detta arbete produceras tunna
tvärsnitt av formsprutade och 3D-utskrivna delar med en poleringsmetod. De olika
beredningsstegen som behövs för att producera tvärsnitten görs först enligt
litteraturanvisningarna, sedan revideras metoderna i enlighet med praktiska prov och
experiment. Begränsningar och fördelar med poleringsmetoden för att producera tunna
tvärsnitt, diskuteras i arbetet och metoderna för att förbereda arbetet utvecklas för att bli
effektivare och tillhandahålla högkvalitativa provbitar för analysering. Tunna tvärsnitt
av plastdelar producerade av polypropen och polylaktid tillverkade genom
formsprutning och 3D-utskrift analyseras med mikroskop och resultatet tolkas för att
motivera fördelarna av tunna tvärsnitt för analys av den inre strukturen på plastdelar.
Det andra syftet med detta examensarbete är att utveckla mikroskopet i Arcada för att
stödja tvärpolariserad belysning som är väsentligt för analys av polymera tvärsnitt, och
gynna framtida studier och undervisning i Arcada. Thin section analysis is a new analysis method for 3D printing, though it has been done
with polymers before to analyse material structure and processing defects in parts. The main
aim of the thesis is to develop a polishing method by which thin sections of 3D printed and
injection moulded parts can be obtained for studying by optical light microscope. Polishing
of thin sections has been used in biology, metallurgy and geology, therefore knowledge
from those field are utilized in this thesis for preparation of samples. In this work, thin
sections of injection moulded and 3D printed parts are produced by the polishing method.
The different preparation steps needed to produce thin sections are initially followed according
to literature research, then reviewed after practical testing and experimenting. Limitations
and benefits of the polishing method of producing thin sections are discussed and
the preparation methods are developed to be more efficient and provide high quality samples.
Thin section samples of polypropylene and polylactic acid processed by injection
moulding and 3D printing, are analysed and interpret to justify the importance of thin sections
for analysis of the internal structure on parts. The secondary aim of this thesis work is
to develop the microscope at Arcada to support cross-polarized transmitted light illumination
for analysing of polymer thin sections, and benefit future studies and teaching.
analysmetod har använts tidigare för plastmaterial för att analysera materialstruktur och
defekter i plastdelar. Huvudsyftet med examensbetet är att utveckla en poleringsmetod
genom vilken tunna tvärsnitt av 3D-utskrivna och formsprutade delar kan erhållas för
att analyseras med optiskt ljusmikroskop. Polering av tunna tvärsnitt har använts inom
biologi, metallurgi och geologi, kunskapen på dessa områden utnyttjas i detta slutarbete
för att framställa provbitar av polymera material. I detta arbete produceras tunna
tvärsnitt av formsprutade och 3D-utskrivna delar med en poleringsmetod. De olika
beredningsstegen som behövs för att producera tvärsnitten görs först enligt
litteraturanvisningarna, sedan revideras metoderna i enlighet med praktiska prov och
experiment. Begränsningar och fördelar med poleringsmetoden för att producera tunna
tvärsnitt, diskuteras i arbetet och metoderna för att förbereda arbetet utvecklas för att bli
effektivare och tillhandahålla högkvalitativa provbitar för analysering. Tunna tvärsnitt
av plastdelar producerade av polypropen och polylaktid tillverkade genom
formsprutning och 3D-utskrift analyseras med mikroskop och resultatet tolkas för att
motivera fördelarna av tunna tvärsnitt för analys av den inre strukturen på plastdelar.
Det andra syftet med detta examensarbete är att utveckla mikroskopet i Arcada för att
stödja tvärpolariserad belysning som är väsentligt för analys av polymera tvärsnitt, och
gynna framtida studier och undervisning i Arcada.
with polymers before to analyse material structure and processing defects in parts. The main
aim of the thesis is to develop a polishing method by which thin sections of 3D printed and
injection moulded parts can be obtained for studying by optical light microscope. Polishing
of thin sections has been used in biology, metallurgy and geology, therefore knowledge
from those field are utilized in this thesis for preparation of samples. In this work, thin
sections of injection moulded and 3D printed parts are produced by the polishing method.
The different preparation steps needed to produce thin sections are initially followed according
to literature research, then reviewed after practical testing and experimenting. Limitations
and benefits of the polishing method of producing thin sections are discussed and
the preparation methods are developed to be more efficient and provide high quality samples.
Thin section samples of polypropylene and polylactic acid processed by injection
moulding and 3D printing, are analysed and interpret to justify the importance of thin sections
for analysis of the internal structure on parts. The secondary aim of this thesis work is
to develop the microscope at Arcada to support cross-polarized transmitted light illumination
for analysing of polymer thin sections, and benefit future studies and teaching.