3D-tulostettujen kappaleiden mekaaniset ominaisuudet

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin 3D-tulostamista yhtenä muovikappaleiden valmistumenetelmänä ja verrattiin sitä massavalmistusmenetelmään eli ruiskuvaluun.

Opinnäytetyön teoriaosuudessa käydään lyhyesti läpi 3D-tulostamisen eri muodot, kerrotaan tutkimuksessa käytettyjen materiaalien (PS-HI ja PLA) ominaisuuksista ja selostetaan ruiskuvalun sekä ekstruusion perusteet. Lisäksi opinnäytetyössä käytettyjen muovien testausmenetelmien teoriaa kerrataan.

Tämän opinnäytetyön pääpaino oli kokeellisessa osuudessa, jossa tehtiin koekappaleille ja valmistusmateriaaleille erilaisia yleisiä muovien testauskokeita, kuten vetokokeita ja iskulujuustestejä.

Saatuja tuloksia vertailtiin niin yleisiin kirjallisuuden arvoihin kuin vastikään julkaistuihin 3D-koekappaleihin tehtyihin tutkimustuloksiin. Tulokset osoittavat, että 3D-tulostetut kappaleet ovat mekaanisilta ominaisuuksiltaan vain hieman heikompia kuin ruiskuvaletut kappaleet.

The purpose of this thesis was to explore the mechanical properties of 3D printed objects, made by fused deposition molding, and compare them with objects produced by mass production - in this case injection molding.

The thesis begins with a theoretical part, which has been divided into three main parts. The first part focuses on theory of mechanical tests and properties such as tensile strength and impact strength. In the first chapter there is also a description of the injection molding process. The second part deals with high impact polystyrene and polylactid acid – the materials used in the study. The last theory part concentrates on different methods of 3D printing.

The main focus of this thesis is in the empirical section, where the making of test specimens is described. The materials and 3D printed and injection molded test specimens were tested in the plastic laboratory of Lahti University of Applied Sciencies.

The test results were compared to reference values from literature and other new studies in the field of fused deposition molding.