Experimental Design of Polymer Additive Manufacturing with Carbon Fibers

Promovendus/a: Marah Baddour

Promotor(en): prof. Ludwig Cardon, prof. Dagmar D'hooge

Het doel van deze doctoraatstudie was de uitdagingen die aanwezig zijn voor verschillende 3D-printtechnieken te onderzoeken, rekening houdend met de vooruitgangsmogelijkheden binnen dit domein. Daarnaast werd ook de impact van printtechnieken op de degradatie van polymeren tijdens het printproces onderzocht. Een belangrijke uitdaging binnen extrusie-gebaseerde additieve productie (EAM) is de productie van 3D-geprinte onderdelen met eind-eigenschappen vergelijkbaar met die vervaardigd via conventionele verwerkingsmethoden. Een oplossing hiervoor is de ontwikkeling van nieuwe materialen, naast het optimaliseren van printtechnieken zoals fused filament fabrication (FFF) en direct pellet extrusion-based additive manufacturing (DPAM). Tegelijkertijd vereist het ook optimalisatie van de printparameters en de printer om duurzaamheid, prestaties en compatibiliteit met additieve productieprocessen te waarborgen. De geprinte onderdelen werden versterkt met carbon fiber om de mechanische eigenschappen te verbeteren met behoud van prestatieniveau en lichtheid van de geproduceerde onderdelen. Dit onderzoek bestudeerde de fabricage van (gerecycleerde) polymeer-gebaseerde composieten versterkt met koolstofvezel die kunnen worden gebruikt voor 3D-printen. Dit vereist een effectief onderzoek naar de oppervlakte-interactie tussen de matrix en de vulstof, evenals een zorgvuldig geoptimaliseerde bouwstrategie. Dit proefschrift toont aan hoe printparameters en -processen de uiteindelijke eigenschappen van 3D-geprinte onderdelen beïnvloeden, waarbij de noodzaak van voortdurende optimalisatie wordt benadrukt om duurzaamheids- en prestatiedoelstellingen te halen.