Polymerní kompozity pro 3D tisk v oblasti elektrotechniky

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá analýzou komerčně dostupných kompozitních filamentů pro 3D tisk technologií FDM se zaměřením na jejich využitelnost v elektroizolačních systémech. Cílem práce je identifikovat nejvhodnější materiál pro tuto aplikaci, přičemž je kladen důraz na dielektrické a mechanické vlastnosti jednotlivých kompozitů. Úvodní část práce se věnuje teoretickému přehledu kompozitních materiálů, jejich struktur, vlastností a specifik použití v aditivní výrobě. Následně je provedena rešerše trhu s cílem zmapovat nabídku kompozitních filamentů, z nichž byly vybrány tři reprezentativní kompozity s matricí z polymerů ASA, PCTG a PLA vyztužených skleněnými vlákny. Pro porovnání byly zařazeny i filamenty z čistých zmíněných polymerů. V experimentální části byly z těchto filamentů vytištěny zkušební vzorky, na nichž byly provedeny elektrické a mechanické zkoušky, konkrétně měření vnitřní a povrchové rezistivity, elektrické pevnosti, dielektrických ztrát a pevnosti v tahu. Výsledky ukázaly, že přídavek skleněných vláken měl na jednotlivé polymery rozdílný vliv a pouze v případě PCTG se skleněnými vlákny došlo ke zlepšení všech sledovaných parametrů. Tento materiál byl proto zvolen pro demonstraci praktického využití, tedy návrh a výrobu držáku kabelu s ověřením jeho funkčnosti. Práce prokazuje, že aditivní výroba pomocí 3D tisku s využitím vhodného kompozitního materiálu nabízí perspektivní cestu pro tvorbu elektroizolačních komponentů.