Anyagmodell meghatározása FDM nyomtatási eljárás rögzített paramétertartományán

Abstract

A mérnöki gyakorlatban, a tervezés és elemzés egyik legfontosabb kérdése, hogy egy adott anyag miként viselkedik különböző terhelések hatására. Ennek előrejelzése az anyagmodellek segítségével valósul meg. A megfelelő anyagmodell kiválasztása kulcsfontosságú a mérnöki tervezési folyamatok során, mivel a modell pontossága közvetlenül befolyásolja a szimulációk megbízhatóságát, a szerkezetek biztonságát, valamint a gyártás költséghatékonyságát. Az FDM 3D nyomtatási eljárással előállított tárgyak anyagtulajdonságai az irányfüggő tulajdonságok és a gyártási paraméterek miatt jelentősen eltérnek egymástól. Ez erősíti annak fontosságát, hogy rögzített gyártási paraméterek mellett is fontos a pontos és megbízható anyagmodell meghatározása, amely megalapozza a numerikus szimulációk és modellezések hitelességét. Szakdolgozatom célja a 3D nyomtatott alkatrészek mechanikai tulajdonságainak vizsgálata. Mindezt FDM 3D nyomtatott nylon próbatestek felhasználásával teszem meg. A szakdolgozatom középpontjában egy transzverzálisan izotróp anyagmodell létrehozása áll. Első lépésben a próbatestek nyomtatásához szükséges kísérlettervet határoztam meg, a korábbi szakirodalmi tapasztalatok figyelembevételével. Ezt követte a próbatestek legyártása, majd a geometriai és tömegmérések elvégzése és statisztikai kiértékelése. A következő lépésben elvégeztem az egytengelyű szakítóvizsgálatokat és a rugalmassági modulusok meghatározását a mért értékekből. A szükséges bemeneti paraméterek meghatározását követően létrehoztam az anyagmodellt. Utolsó lépésben a létrehozott anyagmodell hitelességének bizonyításaképp elkészítettem a próbatestek végeselemes szimulációit.