Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Výzkumníci ověřili vlastnosti materiálu pro 3D tisk

Výzkumníci ověřili vlastnosti materiálu pro 3D tisk
Různé varianty kompozitního materiálu pro 3D tisk, složeného z polymerní onyxové matrice a karbonového vyztužujícího filamentu (tiskové struny), připravili a následně otestovali výzkumníci z Fakulty strojní (FS) ve spolupráci s Fakultou materiálově-technologickou VŠB-TUO. Studii publikoval prestižní Composites Science and Technology, který je na druhé nejvyšší pozici v žebříčku vědeckých časopisů v oboru materiálových věd a kompozitů.

Cílem bylo připravit několik variant vzorků s různým rozložením a hustotou vyztužujících uhlíkových vláken v návaznosti na výchozí polymerní matrici Onyx. Vzorky jsme následně otestovali pomocí tříbodového ohybového testu a podrobili je mikroskopickému zkoumání, abychom zjistili reálné struktury po vytištění. Důležitou součástí bylo také porovnání výsledků experimentů s různými způsoby numerického modelování,“ popsal postup jeden z autorů publikace Jiří Hajnyš. Práce podle něj navazuje na předchozí výzkum aditivně vyráběných kompozitních materiálů na jeho domovské Fakultě strojní. Konkrétně se jednalo o spolupráci Katedry aplikované mechaniky a Katedry obrábění, montáže a strojírenské metrologie.

Komponenty připravené aditivními technologiemi jsou stále více využívány díky své tvarové volnosti a novým možnostem vyztužení vlákny. Proto je důležité zkoumat jejich mechanické vlastnosti a možnosti numerických simulací. Ostravští výzkumníci navrhli a ověřili celkem čtyři typy modelů.

Mimo jiné jsme zjistili, že rozložení vláken je pro ohebnost materiálu důležitější než jejich množství ve vzorku. S tím souvisí také ověření možností přesného numerického modelování zkoumaných kompozitů. Dále se ukázalo, že po vytištění se ve struktuře objevuje množství vzduchových kapes, které ovlivňují vlastnosti materiálu. Tyto poznatky doplní dosavadní zjištění vědecké komunity na dané téma. Pro praxi je přínosem vyzkoušení a ověření různých způsobů modelování a také různých variant vyztužení vlákny, což je přínosné pro inženýry zabývající se návrhem struktur z těchto materiálů. Publikované výsledky mohou být současně inspirací pro využití těchto moderních materiálů,“ shrnul výsledky zhruba půlroční práce týmu Hajnyš, který je rovněž vedoucí Centra 3D tisku Protolab.  

Text: Martina Šaradínová, PR specialista pro VaV
Ilustrační foto: Jiří Hajnyš

Vloženo: 20. 4. 2022
Kategorie:  Aktuality
Útvar: 9320 - Řízení VaV + PhD Akademie
Zpět