Experimental Strength Analysis and Material Modelling of 3D Printed Parts

Abstract

Ingeniørens omfattende kunnskaper om styrkeanalyser er i all hovedsak basert på tradis- jonell analysemetodikk fra langt tilbake i tid. Nå som verden beveger seg fremover, popper det stadig opp nye teknologier, produkter, krav og problemstillinger, hvor en kan undersøke mulighetene for å kombinere tradisjonelle metoder med ny teknologi, for å komme et kunnskapsmessig steg videre. Masteroppgaven er et dypdykk i 3D-printing og estimering av styrkekarakteristikken til et 3D-printet material. Nærmere bestemt, iden- tifisere elastisitetsmodulen av 3D-printet Polylactic Acid.

Å kombinere tradisjonelle metoder med ny teknologi, kan føre til oppdagelse av aspekter som tidligere ikke er registrert. Forsøkstestene er gjort ved hjelp av tradisjonelle strekkfasthets-metoder. Ved siden av de eksperimentelle testene ble Finite Element Method brukt som numerisk analyseverktøy, levert av Siemens NX. Den numeriske analysen ble utført for å identifisere et stivhetskoeffisientforhold mellom de valgte geometriene.

Resultat fra testene er statistisk analysert ved hjelp av MATLAB og validert med resultater fra andre uavhengige kilder, for å konkludere metodens gjennomførbarhet.

The world of engineering is filled with solid knowledge of traditional strength analyzing methods going back decades. As the world moves forward, new things start to emerge from people trying new things, to see if it is possible to combine traditional methods and new technology to further our knowledge. The following master thesis is a deep dive into 3D printing and the assessment of the strength characteristic of a 3D printed material. More specifically, identifying the Young’s modulus of 3D printed Polylactic Acid.

Combining traditional methods with new technology may detect new aspects that have not been seen before. The experimental tests are done using traditional tensile strength methods. Alongside the experimental test, Finite Element Method was used as the numerical analysis tool, supplied by Siemens NX. The numerical analysis was done to identify a stiffness coefficient ratio between the selected geometries.

The results from the tests have been statistically analyzed using MATLAB, and validated with results from other independent sources to conclude the feasibility of the method.