Ontwerp en bouw van een extruder voor filament voor 3D-printtoepassingen

Abstract

Het bedrijf Printhings3D te Beringen maakt producten met behulp van 3D-printtechnieken. Deze technieken zijn echter nog duur in vergelijking met traditionele productiemethodes, vooral vanwege de hoge grondstofkosten. Vooralsnog worden misprints zonder meer weggegooid, zodat de dure grondstof verloren gaat. Het doel van deze masterproef is het maken van een extruder die de grondstoffen van misprints kan recycleren.

Na een literatuurstudie over de werking van een extruder wordt een basisontwerp gemaakt. Dit ontwerp wordt later omgezet in een functioneel prototype dat wordt getest met misprints enerzijds en basismateriaal in pelletvorm anderzijds. Tenslotte worden de mechanische eigenschappen van de geproduceerde grondstof vergeleken met aangekochte printergrondstof. Oorzaken van vastgestelde verschillen worden verklaard aan de hand van de literatuur.

Uit de tests blijkt dat de gerecycleerde grondstof vaak veel brosser is dan de aangekochte grondstof. De literatuurstudie wijst drie mogelijke oorzaken aan: het verdampen van weekmakers in het extrusie- en/of printproces, een foute afkoelsnelheid en daardoor een te hoge kristalliniteit, of chemische degradatie. De aanwezigheid van vocht in combinatie met een hoge verwerkingstemperatuur, zorgt voor aanzienlijke degradatie. Door het materiaal op voorhand te drogen en een lagere verwerkingstemperatuur te hanteren, verbeteren de mechanische eigenschappen aanzienlijk. Chemische degradatie was dus de voornaamste reden voor het bros worden in de eerste tests.