FABRICATION OF PLA FILAMENT AND EXTRUDER DESIGN FOR 3D PRINTERS


Toprak E., Tığlı Aydın R. S.

6th Engineers of Future International Student Symposium, Zonguldak, Turkey, 1 - 02 July 2022, pp.64-71, (Full Text)

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Zonguldak
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.64-71
  • Kocaeli University Affiliated: No

Abstract

ABSTRACT

Three-dimensional (3D) printing is a practical manufacturing method that allows the production of free-form and complex geometry objects based on the principle of melting the 3D printing material called filament and creating them in layers and adding them on top of each other. Since the quality and technical characteristics of the filaments with thermoplastic properties used in 3D printers directly affect the printing quality, the filaments are used at different properties and temperature values according to the nature of the product. Filament production is achieved by extrusion process by ensuring that polymeric materials flow through a nozzle of the desired diameter after melting to form a constant thickness value. The aim of this study is to design extruders for the production of filaments used in three-dimensional printers and to produce PLA filament from PLA (Polylactic acid) pellets with the extruder prototyped. In this study, the optimum extrusion temperature in the extrusion process was determined and the effect of extrusion temperature on PLA filament diameter was examined.

Keywords: Extrusion, Extruder, PLA filament

ÖZET

Üç boyutlu (3B) baskı, filament olarak adlandırılan 3B baskı malzemesinin ergitilerek katmanlar halinde oluşturulup üst üste eklenmesi prensibine dayanan, serbest formlu ve karmaşık geometrili objelerin üretilmesine imkân sağlayan pratik bir imalat metodudur. 3B yazıcılarda kullanılan termoplastik özelliğe sahip filamentlerin kalitesi ve teknik özellikleri baskı kalitesini doğrudan etkilemesi nedeniyle, filamentler ürünün niteliğine göre farklı özellik ve sıcaklık değerlerinde kullanılmaktadır. Filament üretimi polimerik malzemelerin ergitildikten sonra istenen çaptaki bir nozuldan sabit bir kalınlık değeri oluşturacak biçimde akışının sağlanması suretiyle ekstrüzyon prosesiyle elde edilmektedir. Bu çalışmanın amacı, üç boyutlu yazıcılarda kullanılan filament üretimi için ekstruder tasarımının gerçekleştirilmesi ve prototipi üretilen ekstruder ile PLA (Polilaktik asit) pelletlerinden PLA filamenti üretimi gerçekleştirilmesidir. Çalışmada ekstrüzyon prosesinde optimum ekstrüzyon sıcaklığı belirlenmiş ve ekstrüzyon sıcaklığının PLA filament çapına etkisi incelenmiştir.

Kelimeler: Ekstrüzyon, Ekstrüder, PLA filamenti