3D-tulostetun hunajakennoytimen ominaisuudet sandwich-komposiitissa

Abstract

Nykyaikaisessa rakennesuunnittelussa pyritään maksimoimaan rakenteiden ominaisjäykkyys ja sandwich-rakenteet ovat tähän loistava vaihtoehto. Perinteisten ydinmateriaalien, kuten polymeerivaahtojen, rinnalla lisäävä valmistus on mahdollistanut monimutkaisten ja optimoitujen ristikkorakenteiden käytön. Erityisesti pursotukseen perustuva FDM-menetelmä tarjoaa kustannustehokkaan tavan valmistaa räätälöityjä hunajakennoytimiä.

Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli selvittää kirjallisuuskatsauksen avulla, miten geometriset parametrit ja ytimen orientaatio vaikuttavat FDM-menetelmällä valmistettujen hunajakennoytimien mekaaniseen suorituskykyyn ja vauriomekanismeihin sandwich-komposiitissa. Työssä tarkasteltiin erityisesti lujuus-painosuhdetta, puristus- ja taivutusjäykkyyttä sekä ytimen ja pintalevyn välistä adheesiota.

Kirjallisuuskatsauksen perusteella havaittiin, että kennon korkeus on merkittävin yksittäinen tekijä hunajakennon lujuus-painosuhteen kannalta. Suhteellisen tiheyden kasvattaminen puolestaan parantaa rakenteen absoluuttista lujuutta ja jäykkyyttä, mutta voi heikentää lujuus-painosuhdetta. Ytimen orientaatiolla on suuri vaikutus rakeenteen mekaaniseen vasteeseen. Pystysuuntaan asennettu kenno tarjoaa huomattavasti paremman puristuslujuuden ja jäykkyyden verrattuna tason suuntaiseen kuormitukseen.