Mechanical Properties of FDM Manufactured PEEK Components

Abstract

Additiv tilvirkning, som Fused Deposition Modeling (FDM), muliggjør for komplekse geometrier. Men, vanskeligheter under simulering av de mekaniske egenskapene kan hindre opptaket. Denne oppgaven bruker Digital Image Correlation (DIC) og strekktesting for å estimere de anisotropiske egenskapene til PEEK med 30% karbonfiber. De estimerte egenskapene blir så brukt i simuleringer for å sammenligne og validere nøyaktigheten til metoden. Syklisklasttesting blir også utført grunnet dens relevans for FDM-produserte satellittkomponenter. I tillegg blir det modellerte materiale brukt i en Topologioptimaliseringsprosess for å utforske hvilke effekter de anisotropiske egenskapene har på prosessen. Metoden og resultatene fra oppgaven kan blir brukt til å forbedre forståelsen av FDM-printede deler til bruk i satellitter.

Additive manufacturing, such as Fused Deposition Modeling (FDM), allows for complex geometries. However, challenges in simulating the mechanical properties can hinder its widespread use. This thesis uses Digital Image Correlation (DIC) and uni-axial load testing to estimate the anisotropic properties of PEEK composite infused with 30% carbon fibre. The estimated properties are then used in simulations to compare and validate the accuracy of the test method. Cyclic load testing was also performed due to its relevance for FDM printed satellite components. In addition, the modelled material is used in a Topology Optimization (TO) process to explore what effects anisotropic properties have on the TO process. The method and results can be used to improve the understanding of FDM printed parts with application to satellites.