Post procesy po 3D tisku Bakalářská práce Vypracoval: Tomáš Kůs 2017 Vedocí práce: Ing. Monika Karková, PhD. Cíl práce ØCílem bakalářské práce je návrh a technické ověření procesu narušování povrchu součásti vytvořené za pomoci 3D tisku z materiálu ABS. Struktura práce 1.Teoretická čast ØZákladní popis technologie 3D tisku ØFDM technologioe ØMateriál ABS 2.Metodika a realizace experimentu ØKonstrukční část zkušebního vzorku ØVýrobní část tvorby zkušebního vzorku ØNarušování povrchu ØLaboratorní ověření vzorků 3.Závěr, zhodnocení a doporučení Teoretická část – 3D tisk u3D tisk jako takový pracuje na principu přenesení dat z počítače do reality u Model vytvořený v počítači převedeme do formátu STL u Díky tomu může 3D tiskárna nastavit jednotlivé dráhy tiskové hlavy (extruderu) •Schéma principu (zdroj: http://www.techandtrick.com ) Teoretická část – FDM technologie uZákladním principem technologie FDM je tavení termoplastické struny skrze trysku rozehřátou na potřebnou teplotu u •Princip FDM (zdroj: http://blog.capinc.com) Teoretická část – materiál ABS uZkratka ABS znamená Akrylonitrilbutadienstyren. ujeden z nejpoužívanějších materiálů pro tisk technologií FDM uABS je amorfní termoplastický průmyslový kopolymer •Role filamentu ABS (zdroj: http://www.3dstruny.cz) Aplikační časť – Konstrukce a výroba uKonstrukce probíhala v programu Autodesk Inventor 2017 uSekundární funkce vzorku jako marketingového materiálu u u u uSamotná výroba zkušebního vzorku byla provedena pomocí u technologie FDM uDa Vinci 1.0 Pro 3D Printer od společnosti XYZprinting uZ designových důvodů byl zvolen červený filament u •Vizualizace zkušebního vzorku (zdroj: vlastní) •Výroba zkušebního vzorku (zdroj: vlastní) Aplikační časť – Narušování povrchu uMechanické narušování povrchu uBroušení smirkovým papírem uGravírováním uChemické narušování povrchu uTavením uLeptání acetonem uLeptání acetonovými parami uMechanicko-chemické narušování povrchu uKombinace gravírování a leptání acet. parami Aplikační časť – Laboratorní ověření uMěření drsnosti povrchu uPorovnání s referenčním vzorkem uTři měřené oblasti u •Označení měřených oblastí (zdroj: vlastní) •Měření (zdroj: Vlastní) Referenční vzorek uHodnoty referenčního vzorku udávají drsnost povrchu takovou, jakou má model po vytištění 3D tiskárnou uNa první pohled je na referenčním vzorku znatelná textura typická pro 3D tis Rozměr A Rozměr B Rozměr C Ra 44,752 µm 32,051 µm 44,100 µm Rq 53,218 µm 42,047 µm 54,809 µm Rz 204,373 µm 177,157 µm 213,769 µm •Zdroj: vlastní •Vizualizace zkušebního vzorku (zdroj: vlastní) Mechanické narušování broušením uPři pohledu na naměřené hodnoty jednotlivých bodů A, B, a C je znatelný velký rozdíl naměřených hodnot uNa první pohled je znát, že po broušení je povrch matný a jeví se jako světlejší oproti referenčnímu vzorku Rozměr A Rozměr B Rozměr C Ra 1,531 µm 6,867 µm 18,005 µm Rq 2,111 µm 10,235 µm 23,473 µm Rz 12,719 µm 42,754 µm 96,520 µm •Zdroj: vlastní •Referenční vzorek (zdroj: vlastní) •Zkušební vzorek po obroušení (zdroj: vlastní) Mechanické narušování gravírováním uza pomoci kuželového obráběcího nástavce gravírovacího pera je možné obrábět i složitější tvarové součásti uObrábění za pomoci gravírovacího pera je časově náročné v závislosti na požadavku na jakost povrchu Rozměr A Rozměr B Rozměr C Ra 5,784 µm 3,932 µm 6,749 µm Rq 7,232 µm 4,805 µm 8,546 µm Rz 31,954 µm 22,997 µm 40,658 µm •Referenční vzorek (zdroj: vlastní) •Zkušební vzorek po gravírování (zdroj: vlastní) •zdroj: vlastní Chemické narušování tavení plamenem uNení příliš účinný uVzorek je oproti referenčnímu zdeformován a místy opálen u Rozměr A Rozměr B Rozměr C Ra 21,004 µm 12,114 µm 18,182 µm Rq 24,475 µm 14,268 µm 22,371 µm Rz 83,232 µm 44,757 µm 84,098 µm •Zdroj: vlastní •Referenční vzorek (zdroj: vlastní) •Zkušební vzorek po tavení plamenem (zdroj: vlastní) Chemické narušování leptání acetonem uDostatečně účinná uriziko vzniku deformací Rozměr A Rozměr B Rozměr C Ra 2,902 µm 1,867 µm 1,914 µm Rq 3,330 µm 2,166 µm 2,237 µm Rz 10,674 µm 8,237 µm 7,391 µm •Zdroj: vlastní •Referenční vzorek (zdroj: vlastní) •Zkušební vzorek po leptání acetonem (zdroj: vlastní) Chemické narušování leptání acetonovými parami uČasově více náročné upovrch hladký a lesklý takřka bez známek textury Rozměr A Rozměr B Rozměr C Ra 8,514 µm 6,829 µm 7,797 µm Rq 10,397 µm 8,567 µm 10,055 µm Rz 38,143 µm 28,984 µm 48,981 µm •Referenční vzorek (zdroj: vlastní) •Zkušební vzorek po leptání acetonovými parami (zdroj: vlastní) Mechanicko-chemické narušování gravírování + leptání acetonovými parami uBylo dosaženo nejmenší drsnosti povrchu uvelice hladký a lesklý povrch Rozměr A Rozměr B Rozměr C Ra 0,215 µm 0,938 µm 0,749 µm Rq 0,325 µm 1,401 µm 1,427 µm Rz 2,220 µm 8,988 µm 10,268 µm •Referenční vzorek (zdroj: vlastní) •Zkušební vzorek po gravírování a leptání acetonovými parami (zdroj: vlastní) Závěr, zhodnocení a doporučení uTechnologie 3D tisku je mladá a stále se rozvíjející a tak, jak přicházejí nové technologie, způsoby tisku a materiály vhodné pro tištění 3D modelů, vzrůstá i poptávka po post procesech uPro využití v praxi, tedy konkrétně pro účely zakázkové výroby za pomoci 3D tisku na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích, doporučuji pro post procesy využít technologie využívající kombinace mechanického a chemického narušování povrchu, tedy konkrétně pomocí gravírování s následným leptáním acetonovými parami za pomoci parní komory uDále doporučuji využít zkonstruovaný model vytvořený za účelem zkušebních vzorků, jako marketingový materiál, kdy může sloužit jako přívěsek na klíče DĚKUJI ZA POZORNOST Doplňující dotazy uCo Vás vedlo k zvolenému tématu, a proč jste zvolil jako produkt právě klíčenku pro VŠTE? u uNavrhnite ďalší možný postup v riešenej problematike. Aké odporúčania navrhujete v prípade pokračovania výskumu?