Materialegenskaper til plastmateriale for bruk i additiv formproduksjon - Undersøkelse av mekaniske og geometriske egenskaper til High Temp V2 resin

Abstract

Innledning: Oppgaven er en del av BIA-prosjektet «Rapid Tooling 4.0», hvor målet er å korte ned ledetiden og kostnaden ved additiv tilvirkning av sprøytestøpeformer. Materialet som skal benyttes må ha høy styrke og gode termiske egenskaper. Formlabs materiale High Temp V2, for additivmetoden SLA, er et aktuelt materiale.

Hensikt: Oppgaven tar for seg undersøkelse av hvilke mekaniske egenskaper, geometriske egenskaper og overflateruhet som kan oppnås ved Formlabs High Temp V2. Resultatene brukes videre for å vurdere om materialet er egnet til produksjon av sprøytestøpeformer.

Gjennomføring: Det er utført strekktest, bruddseighetstest, geometrisk oppmåling og måling av overflateruhet for å avdekke mekaniske og geometriske egenskaper til materialet. Effekter av printeretning og etterherding med UV-lys og termisk behandling er også undersøkt.

Resultat: Resultatene av testene er presentert i tabeller og grafiske figurer for sammenlikning av printeretninger og grad av etterherding.

Konklusjon: Resultatene viser at printeretning ikke påvirker de mekaniske egenskapene til materialet i stor grad. Derimot er den avgjørende for hvilken overflateruhet som kan oppnås. Etterherding med UV-lys styrker materialet betraktelig, samtidig som det krymper. Termisk etterherding har liten innvirkning på de mekaniske egenskapene, men det ble observert ytterligere krymp.

Intellektuelle rettigheter (IPR) tilhører NTNU.

This thesis is part of the ongoing project “Rapid Tooling 4.0”. The aim of the project is to reduce costs and lead time in production of mold inserts for injection molding by using additive manufacturing. Mold inserts place high demands on material properties. Formlabs material High Temp V2, using stereolithography technology, may be relevant for this purpose.

Investigating the qualities of which mechanical properties, geometric properties and surface roughness that can be reached for this material, are carried out in this report. The results will be used furthermore to evaluate its aptitude for use in mold inserts.

Mechanical and geometric properties are determined by tensile test, three-point-bending test, geometric measurements and measuring of surface roughness. The effect of both printing direction and post-curing with UV-light and thermal treatment, was also investigated and compared. Test results are presented by tables and figures for comparison.

It was found that printing direction does not affect the mechanical properties largely. However, the parameter is crucial to determine which surface roughness that can be obtained. Post-curing with UV-light strengthened the material drastically, but also caused creep. Unlike post-curing with UV-light, thermal treatment did not affect the mechanical properties significantly, but additional creep was observed.