Modelování pružných struktur zhotovených metodou 3D tisku

Abstract

Práce se zabývá navržením metodiky testování 3D tištěných pružných struktur za účelem stanovení jejich tuhosti a vytvořením počítačového modelu, kterým by bylo možné toto fyzické testování nahradit. V teoretické části jsou nejprve stručně charakterizovány typy struktur z geometrického hlediska a dále je popsána technologie 3D tisku, její metody a materiály vhodné pro výrobu pružných struktur. V praktické části je navržena zcela původní metodika testování, která je realizována na vybraných strukturách a zároveň je vyhodnocena tuhost těchto struktur. Následně je sestaven validovaný počítačový model pro výpočet tuhosti struktur. Další část práce se za pomoci počítačového modelu věnuje parametrické studii tuhosti třech vybraných typů struktur. Na závěr práce je představen počítačový model pro určování únosnosti struktur. Práce je zcela původní a její výsledky budou využity pro návrh biomedicínských aplikací.

This thesis deals with the design of methodology for testing of 3D printed flexible structures in order to determine their stiffness and with the creation of a computer model, which could replace this physical testing. The theoretical part first briefly characterizes the types of structures from a geometrical point of view and then describes the technology of 3D printing, its methods, and materials suitable to produce flexible structures. In the practical part, the original testing methodology is introduced, which is realized on selected structures and at the same time the stiffness of these structures is evaluated. Subsequently, a validated computer model for calculating the stiffness of structures is assembled. The next part of the work, using a computer model, deals with the parametric study of the stiffness of three selected types of structures. At the end of the work, a computer model for determining the maximal load of structures is presented. The work is completely original, and its results will be used for the design of biomedical applications.