Doświadczalne wyznaczenie właściwości cieplnych prototypowych materiałów izolacyjnych wykonanych technologią druku 3D
Experimental determination of thermal properties of prototype insulating materials made with 3D printing technology
Beata Anwajler, Radosław Spychaj, Patrycja Wójcik, Anna Piwowar
Streszczenie
Zagadnienia poruszone w artykule, takie jak bionika, techniki addytywne czy materiały izolacyjne
są często wskazywane jako perspektywiczne dla obecnie przyjętego kierunku rozwoju przemysłu. Duże zainteresowanie
owymi tematami jest spowodowane poszukiwaniem innowacyjnych rozwiązań dla przemysłu, które
będą powodowały jego rozwój bez niekorzystnego oddziaływania na środowisko naturalne. Stosując rozwiązania
zaczerpnięte z natury, techniki addytywne oraz innowacyjne materiały izolacyjne mogą wpłynąć na ograniczenie
spalania paliw kopalnych i niższą emisję szkodliwych substancji powstających w procesie konwersji nieodnawialnych
źródeł energii na energię użytkową. W poszukiwaniu nowych rozwiązań w technikach izolacyjnych
pomocna okazuje się technologia druku przestrzennego, która pozwala na tworzenie modeli o dowolnym kształcie
z zastosowaniem coraz większej ilości materiałów. Stworzone w tej technologii prototypy mogą służyć do
badań nad jeszcze bardziej efektywnymi sposobami wykorzystania materiałów izolacyjnych. Zaprojektowano
i wydrukowano wielowarstwowe materiały o czworokątnym i sześciokątnym kształcie komórek wewnętrznych
z biodegradowalnego materiału PLA. Ustalono wartości obliczeniową współczynnika przewodzenia ciepła, na
którą składały się dwie fazy: pomiarowa i obliczeniowa. Przeprowadzono analizę statystyczną określającą wpływ
kierunku przepływu ciepła oraz strukturę wewnętrzną prototypowych materiałów na otrzymane wartości współczynników
przewodzenia ciepła i oporu cieplnego.
są często wskazywane jako perspektywiczne dla obecnie przyjętego kierunku rozwoju przemysłu. Duże zainteresowanie
owymi tematami jest spowodowane poszukiwaniem innowacyjnych rozwiązań dla przemysłu, które
będą powodowały jego rozwój bez niekorzystnego oddziaływania na środowisko naturalne. Stosując rozwiązania
zaczerpnięte z natury, techniki addytywne oraz innowacyjne materiały izolacyjne mogą wpłynąć na ograniczenie
spalania paliw kopalnych i niższą emisję szkodliwych substancji powstających w procesie konwersji nieodnawialnych
źródeł energii na energię użytkową. W poszukiwaniu nowych rozwiązań w technikach izolacyjnych
pomocna okazuje się technologia druku przestrzennego, która pozwala na tworzenie modeli o dowolnym kształcie
z zastosowaniem coraz większej ilości materiałów. Stworzone w tej technologii prototypy mogą służyć do
badań nad jeszcze bardziej efektywnymi sposobami wykorzystania materiałów izolacyjnych. Zaprojektowano
i wydrukowano wielowarstwowe materiały o czworokątnym i sześciokątnym kształcie komórek wewnętrznych
z biodegradowalnego materiału PLA. Ustalono wartości obliczeniową współczynnika przewodzenia ciepła, na
którą składały się dwie fazy: pomiarowa i obliczeniowa. Przeprowadzono analizę statystyczną określającą wpływ
kierunku przepływu ciepła oraz strukturę wewnętrzną prototypowych materiałów na otrzymane wartości współczynników
przewodzenia ciepła i oporu cieplnego.