Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Diameter control system for filament extrusion process

Mateusz Daniel Szymański

Abstract

The aim of this study is designing and creating system which will be able to control diameter of filament produced with extruder. Constant development of additive manufacturing and others technical fields for example structural electronic, requires continuous studies on new materials. Constructing of the system allows conducting faster and more convenient research on innovative composite filaments. In order to find optimal solutions that can be used during the construction of the system, a literature analysis and a review of measurement and control systems available on the market were carried out. The first chapter of this study refers to additive manufacturing. It presents historical overview and general information about the functional principle. Also, short descriptions of the most popular additive manufacturing methods due to the used materials has been descripted. This chapter also contains short descriptions of the most popular methods included in additive manufacturing. Thanks to these methods differentiation it is possible to apply them inter alia in medicine or architecture. The development of composite filaments in FDM (Fused Deposition Material) technology was also mentioned. It can provide materials with improved mechanical, conductive or dielectrical properties. The second chapter presents technology process of filament manufacture including the division into mass and unit production. A market analysis of the available systems for extruding filaments were provided. Thanks to this review, it was possible to obtain information about both, the most popular ideas and those used less frequently. In order to receive the most optimal solution their advantages and disadvantages were compered. This chapter contains also information about examples of extruders available on the market. The rest of the study describes the most effective solutions and construction of the device. Several proposed ideas were tested and based on analysis of received data, a decision was made to select the optimal cooling, measurement and extracting modules for the filament. After establishing the final solutions the whole system was designed. It contains mechanical construction, electronics and software. In the end the study was evaluated. This chapter describes conclusions regarding used solutions. It contains also difficulties encountered during the work, along with proposals for their solutions and suggestions for improvements to be made in the future.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mateusz Daniel Szymański (FM) Mateusz Daniel Szymański,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Stanowisko do kontroli średnicy wytłaczanego filamentu
Supervisor
Andrzej Skalski (FM/IMBE) Andrzej Skalski,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)
Study subject / specialization
, Mechatronika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
07-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Marcin Słoma (FM/IMBE) Marcin Słoma,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM) Andrzej Skalski (FM/IMBE) Andrzej Skalski,, The Institute of Metrology and Biomedical Engineering (FM/IMBE)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
techniki addytywne, filamenty, kompozyty, polimery, wytłaczanie
Keywords in English
additive manufacturing, filaments, composite, polimers, extrusion
Abstract in Polish
Celem niniejszej pracy jest zaprojektowanie i zbudowanie układu kontrolującego średnicę wytwarzanego za pomocą wytłaczarki filamentu. Ciągły rozwój technik przyrostowych i dziedzin techniki takich jak np. elektronika strukturalna, wymaga bezustannych prac nad nowymi materiałami. Budowa takiego stanowiska pozwoli na szybsze i wygodniejsze przeprowadzanie badań nad innowacyjnymi filamentami kompozytowymi. W celu znalezienia optymalnych rozwiązań, które można wykorzystać podczas budowy stanowiska przeprowadzono analizę literaturową oraz przegląd dostępnych na rynku układów pomiarowo-kontrolnych. Pierwszy z rozdziałów pracy dotyczy technik addytywnych. Przedstawia ich zarys historyczny oraz ogólne informacje opisujące zasadę działania. Wymienione zostały również rodzaje technik przyrostowych ze względu na wykorzystywane materiały. Dzięki takiemu zróżnicowaniu tych technologii znalazły one zastosowanie między innymi w architekturze czy medycynie. Zwrócono również uwagę na coraz większe zastosowanie materiałów kompozytowych w technologii FDM, np. w celu uzyskania materiałów o poprawionych właściwościach mechanicznych, przewodzących czy dielektrycznych. W drugim rozdziale przedstawiona została technologia wytwarzania filamentu z uwzględnieniem podziału na produkcję masową i jednostkową. Wymagało to przeprowadzenia analizy rynku dostępnych systemów do wytłaczania filamentów. Taki przegląd pozwolił uzyskać informację zarówno o najczęściej stosowanych rozwiązaniach jak i o tych rzadziej spotykanych. Przedstawiono ich mocne i słabe strony, aby można było wybrać najlepsze z nich. Rozdział zawiera również informacje o przykładowych wytłaczarkach dostępnych na rynku. Pozostała część pracy została poświęcona znalezieniu najbardziej efektywnych rozwiązań oraz konstrukcji urządzenia. Przetestowano kilka z zaproponowanych i na podstawie testów oraz analizy wyników podjęto decyzję o doborze optymalnych modułów chłodzenia, pomiaru oraz wyciągania filamentu. Po ustaleniu ostatecznych rozwiązań zaprojektowano cały układ. Przedstawiona została zaprojektowana konstrukcja mechaniczna, układy elektroniczne oraz sterowania stanowiskiem. Pracę kończy podsumowanie projektu. Zawarto w nim wnioski dotyczące zastosowanych rozwiązań oraz przedstawiono napotkane podczas prac trudności wraz z propozycjami ich rozwiązań oraz sugestie możliwych do wprowadzenia w przyszłości udoskonaleń.
File
  • File: 1
    MT_1st_269957.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31818

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT2a3c393c7a5547e8b7634a87f43477ab/
URN
urn:pw-repo:WUT2a3c393c7a5547e8b7634a87f43477ab

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page