3D-muovitulostus ja pinnoitus
Nagy, Sandor (2014)
Nagy, Sandor
Savonia-ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405168237
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405168237
Tiivistelmä
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli toimia pohjatutkimuksena tulevissa 3D-muovitulostuksiin liittyvissä töissä, joissa käytössä on FDM-tekniikalla toimiva 3D-tulostin. Tavoitteena oli selvittää onnistuuko ABS-muovitulosteiden metallipinnoitus, sekä tutkia yleisimmillä muoveilla 3D-tulostettujen kappaleiden mekaanisia ominaisuuksia. 3D-muovitulostusta ja sen yhdistämistä pinnoitukseen ei ole tutkittu paljoa.
Kappaleissa, joissa pinnoitus onnistui hyvin, pinnoitteen kiinnipysyvyys ja kulutuskestävyys oli hyvä. Kulutuskestävyyttä testattiin Pin On Disk -kokeilla. Tulostetuille kappaleille tehtiin vetokokeet ja tuloksista saatiin havainnollistava vertailutaulukko. Tutkimuksen mekaanisten ominaisuuksien tuloksia tukee Michiganin teknisessä korkeakoulussa keväällä 2014 julkaistu tutkimustyö. Kappaleet tulostettiin käyttäen FDM-tekniikkaa eli muovin pursotusta ja pinnoituksessa käytössä oli Natural ABS-muovi. ABS-muovitulosteiden pinnoitukset suoritettiin Oraksen tehtaalla Raumalla. Oraksella on Raumalla muovin metallipinnoitusta varten oma linjasto, missä pinnoitetaan hana- ja suihkutuotteita.
Työ antaa uutta tietoa materiaaleista ja niiden kestävyydestä todenmukaisissa kuormitustilanteissa. Tämä tutkimus tuo esille seikkoja, jotka tulee ottaa huomioon muovikappaleiden metallipinnoituksessa. Kappaleiden pinnoitus onnistui vaihtelevasti tulostuksen epätasaisuuden vuoksi. Jatkotutkimuksia voisi toteuttaa erilaisilla pinnoitusmenetelmillä ja lisäämällä pinnoitteen paksuutta lujuusominaisuuksien kasvattamiseksi. Lisäksi tulostetuille kappaleille voisi tehdä taivutus- ja iskusitkeyskokeita sekä tarkastella täyttökuvioiden merkitystä tuloksiin. Pinnoituksen onnistuessa on mahdollista löytää uusia sovelluskohteita 3D-muovitulostetuille kappaleille hyvin erilaisiin, haastaviinkin olosuhteisiin.
Opinnäytetyön tarkoituksena oli toimia pohjatutkimuksena tulevissa 3D-muovitulostuksiin liittyvissä töissä, joissa käytössä on FDM-tekniikalla toimiva 3D-tulostin. Tavoitteena oli selvittää onnistuuko ABS-muovitulosteiden metallipinnoitus, sekä tutkia yleisimmillä muoveilla 3D-tulostettujen kappaleiden mekaanisia ominaisuuksia. 3D-muovitulostusta ja sen yhdistämistä pinnoitukseen ei ole tutkittu paljoa.
Kappaleissa, joissa pinnoitus onnistui hyvin, pinnoitteen kiinnipysyvyys ja kulutuskestävyys oli hyvä. Kulutuskestävyyttä testattiin Pin On Disk -kokeilla. Tulostetuille kappaleille tehtiin vetokokeet ja tuloksista saatiin havainnollistava vertailutaulukko. Tutkimuksen mekaanisten ominaisuuksien tuloksia tukee Michiganin teknisessä korkeakoulussa keväällä 2014 julkaistu tutkimustyö. Kappaleet tulostettiin käyttäen FDM-tekniikkaa eli muovin pursotusta ja pinnoituksessa käytössä oli Natural ABS-muovi. ABS-muovitulosteiden pinnoitukset suoritettiin Oraksen tehtaalla Raumalla. Oraksella on Raumalla muovin metallipinnoitusta varten oma linjasto, missä pinnoitetaan hana- ja suihkutuotteita.
Työ antaa uutta tietoa materiaaleista ja niiden kestävyydestä todenmukaisissa kuormitustilanteissa. Tämä tutkimus tuo esille seikkoja, jotka tulee ottaa huomioon muovikappaleiden metallipinnoituksessa. Kappaleiden pinnoitus onnistui vaihtelevasti tulostuksen epätasaisuuden vuoksi. Jatkotutkimuksia voisi toteuttaa erilaisilla pinnoitusmenetelmillä ja lisäämällä pinnoitteen paksuutta lujuusominaisuuksien kasvattamiseksi. Lisäksi tulostetuille kappaleille voisi tehdä taivutus- ja iskusitkeyskokeita sekä tarkastella täyttökuvioiden merkitystä tuloksiin. Pinnoituksen onnistuessa on mahdollista löytää uusia sovelluskohteita 3D-muovitulostetuille kappaleille hyvin erilaisiin, haastaviinkin olosuhteisiin.