Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Fused deposition modeling process - case study of fibers connections beam modeling using connector elements

Mateusz Kacper Łukasik

Abstract

This report is related to the 3D printing technology, it focuses in particular on Fused Deposi-tion Modeling. It is a continuation of Mr. Damian Jurkiewicz’s work. The aim of this research was to check the ability to use connectors in modeling and analyzing of printed fibers using beam elements. Firstly, the additive manufacturing was described. It was explained which factors influence the endurance of the printed structures. Furthermore, problems related to the analysis of the objects produced according to the technique of sedimentation of the melted material were clarified. It was also characterized how Finite Element Method used in the analysis process work. The main part of the report reveals different manners of modeling single connections fibers with the usage of beam elements and appropriate connectors. Every analysis was based on the solid model. Most common versions of the most frequently loads of the fibers used in the experiments have been examined. The analysis was conducted in order to define the features of connections in the solid model. It was followed by testing different variants of the characterization of the features for the connectors and their influence on the outcomes. The next stage of the research was checking the developed modeling connections manners in bigger structures. A number of analysis of two types of load has been conducted. Each time defined characteristics had been modified, which led to the increasing convergence with the reference model. Result comparison was focused mainly on stiffness of the connections, also presents dis-placements along a fibers and stress along characteristic paths. In the end of this paper summarized the results and findings concerning to application presented method of fibers connections modelling in elements manufacturing by FDM process.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mateusz Kacper Łukasik (FACME) Mateusz Kacper Łukasik,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Druk 3D metodą FDM - studium możliwości wykorzystania elementów typu "connector" do modelowania połączeń włókien w modelach belkowych
Supervisor
Jarosław Mańkowski (FACME/IMDF) Jarosław Mańkowski,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Jerzy Osiński (FACME/IMDF) Jerzy Osiński,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
26-01-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Piotr Żach (FACME/IMDF) Piotr Żach,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Jarosław Mańkowski (FACME/IMDF) Jarosław Mańkowski,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
Metoda FDM, Metoda Elementów Skończonych, Druk 3d, Elementy belkowe
Keywords in English
FDM Method, Finite Element Method, 3d printing, Beam elements
Abstract in Polish
Niniejsza praca dotyczy tematyki druku 3D, a dokładniej odnosi się do struktur wytwarzanych metodą FDM (Fused Deposition Modeling). Stanowi kontynuację pracy p. Damiana Jurkiewicza [7]. Jej celem było sprawdzenie możliwości wykorzystania elementów typu „connector” do modelowania oraz analizy połączń włókien drukowanych z wykorzystaniem elementów belkowych. Na wstępie opisano technologię przyrostową. Wyjaśniono jakie czynniki wpływają na wy-trzymałość struktur drukowanych. Zostały także przybliżone problemy związane z analizą obiektów wytwarzanych techniką osadzania wytopionego materiału. Scharakteryzowano sposób działania na-rzędzia użytego do przeprowadzenia analiz, którym jest Metoda Elementów Skończonych. Główna część pracy przedstawia różne sposoby modelowania połączeń pojedynczych włókien drukowanych z wykorzystaniem elementów belkowych i odpowiednich łączników. Punktem odnie-sienia dla każdej z analiz był model bryłowy. Rozpatrzono najczęstsze wersje obciążenia włókien występujące w badaniach doświadczalnych. Przeprowadzono analizy mające na celu określenie wła-ściwości połączenia w modelu bryłowym. Następnie przetestowane zostały różne warianty charakte-ryzowania właściwości dla wstawianego elementu łączącego typu „connector” oraz ich wpływ na otrzymywane wyniki. Kolejnym etapem było sprawdzenie opracowanych sposobów modelowania połączeń w większych strukturach. Wykonano szereg analiz dwóch typów obciążenia. Każdorazowo modyfiko-wano definiowane właściwości uzyskując coraz lepszą zbieżność z modelem wzorcowym. W porównaniu otrzymywanych wyników skupiono się głownie na sztywności połączenia, ze-stawiono również przebiegi przesunięć włókien oraz naprężenia wzdłuż charakterystycznych ścieżek. Na końcu pracy podsumowano wyniki oraz wyciągnięto wnioski dotyczące zastosowania przedsta-wionego sposobu do modelowania połączeń w elementach wytwarzanych metodą FDM.
File
  • File: 1
    Praca inżynierska, Mateusz Łukasik 265606.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8915

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTabe1ab707efc4b94872ec39dfa5461bc/
URN
urn:pw-repo:WUTabe1ab707efc4b94872ec39dfa5461bc

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page