Tytuł pozycji:
Właściwości cieplne materiałów izolacyjnych wykonanych w technologii druku 3D – wpływ optymalizacji struktury opartej na modelu piany Kelvina
Celem pracy było zbadanie właściwości cieplnych prototypowego kompozytu komórkowego. Materiał badawczy posiadał złożoną strukturę wewnętrzną opartą na modelu piany Kelvina, wykonaną w technologii przyrostowej stereolitografii (SLA) i selektywnego spiekania laserowego (SLS). Przeprowadzono badania eksperymentalne, na podstawie których wyznaczono współczynnik przewodzenia ciepła oraz opór cieplny kompozytu w zależności od rodzaju tworzywa użytego do jego druku 3D oraz liczby warstw w jego konstrukcji. Przeanalizowano próbki wykonane z różnego typu żywic termoutwardzalnych, charakteryzujących się różnymi wartościami współczynnika emisyjności. Współczynnik ten jest silnie związany z przepuszczalnością, refleksyjnością oraz absorpcyjnością użytych materiałów. Właściwości cieplne oznaczono dla jedno-, dwu-, i trójwarstwowych kompozytów. Wykazano, że zarówno rodzaj materiału oraz liczba warstw kompozytu, mają znaczący wpływ na jego właściwości termoizolacyjne. Określono optymalne parametry prototypowej izolacji wykorzystując wielokryterialną analizę ANOVA. Z analizy przeprowadzonych badań wynika, że najmniejsza uzyskana wartość współczynnika przewodzenia ciepła to 0,0250 W/(m·K), oraz największa wartość oporu cieplnego to 0,7926 (m2·K)/W. Obie wartości otrzymano dla metalizowanego, trójwarstwowego kompozytu komórkowego, co wskazuje na duży potencjał zastosowania prototypowego kompozytu na potrzeby termoizolacji.
The purpose of this study was to investigate the thermal properties of a prototype cellular composite. The test material had a complex internal structure based on the Kelvin foam model, made by additive stereolithography (SLA) and selective laser sintering (SLS) technologies. Experimental studies were carried out to determine the thermal conductivity coefficient and thermal resiStance of the composite depending on the type of material used for its 3D printing and the number of layers in its structure. Samples made of different types of thermosetting resins, characterized by different values of emissivity coefficient, were analyzed. This coefficient is ' strongly related-to the transmittance, reflectivity and absorptivity of the materials used. Thermal properties were determined for one-, two-, and three-layer composites. It was proved that both the type of material and the number of layers of the composite, have a significant effect on its thermal insulating properties. The optimal parameters of the prototype insulation were determined using multi-criteria AN OVA analysis. The analysis of the study shows that the smallest thermal conductivity value obtained is 0.0250 W/(m-K), and the highest thermal resistance value is 0.7926 (mz-KMW. Both values were obtained for the metallized, three-layer cellular Composite, indicating the great potential of using the prototype composite for thermal insulation.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).
