Investigating the effect of different fibre lengths on the mechanical properties of Polyamide 6 parts made via FFF.
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3087814Utgivelsesdato
2023Metadata
Vis full innførselSamlinger
Beskrivelse
Full text not available
Sammendrag
Fused filament fabrication(FFF) som en additiv produksjonsprosess er på fremmarsj, men liderfortsatt av utilstrekkelig sterke filament som kan brukes i applikasjoner med høy ytelse. Forbedringav de mekaniske egenskapene til polymerene som printes via FFF er av avgjørende betydning forå kunne bruke FFF i flere applikasjoner der høy styrke og stivhet er ønskelig. Denne avhandlingendekker produksjonen, påfølgende printing og strekktesting av et komposittfilament med karbonfiber(KF) av forskjellige lengder, med og uten sizing, og vekt andel KF. Produksjonen av filamentble gjort med en Composer 450 og en spesialbygget innretning, kalt Feedo, for å fasilitere produksjonen av filament som spenner fra en vektprosent KF (v%KF) på 15-20 og fiberlengder på 0.1, 0.7og 1 mm. Filamentet ble deretter brukt til å produsere prøver av hvert filament både i z-retningenog xy-retningen ved hjelp av en Vivedion Core XY, og deretter strekkteste prøvene. Filamentetble evaluert ved å analysere strekkstyrken, gjennomsnittlig kvadratrotavvik (GSKA) for filamentetog bruddflaten etter strekktesting. Filamentet viste bemerkelsesverdig forbedring i strekkstyrke,med en maksimal økning i styrke på 178,1% sammenlignet med ren polyamid 6 (PA6). Selv ommaksimal styrke var høy, presterte noen av filamentene betydelig dårligere enn først antatt, spesielten blanding av PA6 med 15v%KF ved bruk av 1 mm KF, men beholdt en bedre standardavvik(SA) enn sine konkurrenter. Fused filament fabrication(FFF) as an additive manufacturing(AM) process is on the rise, but itstill suffers from insufficiently strong filaments in high-performance applications. Improving themechanical properties of the polymers printed via FFF is of crucial importance to be able to useFFF in more applications where high strength and stiffness are desirable. This thesis covers theproduction, subsequent printing, and tensile testing of a composite filament with carbon fibres(CF)of different lengths, with and without sizing, and weight fractions. The production of filament wasdone with a Composer 450 and a custom-built addon, called Feedo, to facilitate filament productionranging from a weight percent CF(w%CF) of 15-20 and fibre lengths of 0.1, 0.7 and 1mm. Thefilament was then used to print specimens of each filament in the z-direction and the xy-directionusing a Vivedion Core XY and subsequent tensile testing of the specimens. The filament wasevaluated by analysing the tensile strength, Root Mean Square Error(RMSE) of the filament andthe fracture surface after tensile testing. The filament showed remarkable improvement in tensilestrength, with a maximum increase in strength of 178.1% compared to pure polyamide 6(PA6).Although the maximum strength was high, some filaments performed considerably poorer thanfirst anticipated, particularly a mix of PA6 with 15w%CF using 1mm sized CF but retaining abetter standard deviation(SD) than its peers.