The use of continuously reinforced thermoplastics have increased in recent years andoffer some significant advantages over their thermoset counterparts. The utilizationof these materials is however still limited due to the labour intensive processingand manufacturing. In the first part of this thesis, the aim is to investigate howcontinuously reinforced thermoplastics can be used in high volume manufacturingof complex components, specifically when combined with injection moulding. Thesecond part will attempt to develop a conceptual manufacturing process and designof a demonstrator part and perform a structural analysis of the component.To answer the first question, an extensive literature study on continuous fibre materialsand thermoplastics was conducted along with research on established and newlydeveloped manufacturing methods such as automated tape laying and fibre placement,tailored fibre placement and 3D printing combined with injection overmoulding. Theconceptual manufacturing process of the demonstrator part was then based on thisresearch and the design was modeled in using finite element analysis.The results shows that continuously reinforced thermoplastics can be used forhigh volume manufacturing of complex components when combined with injectionmoulding. While some of the processing methods are still in an early developmentstage, the techniques have been tested and implemented. The structural analysis of thedemonstrator part shows that the design can withstand the maximum external loadsthus and provide proof of concept. / Användningen av kontinuerligt fiberarmerade termoplaster har ökat under de senasteåren och erbjuder en del betydande fördelar jämfört med armerade härdplaster.Användningen av dessa material är dock fortfarande begränsad på grund av dearbetsintensiva bearbetnings- och tillverkningsmetoderna. I den första delen av dettaexamensarbete är syftet att undersöka hur kontinuerligt fiberarmerade termoplasterkan användas vid tillverkning med hög volym av komplexa komponenter , speciellti kombination med formsprutning. Den andra delen av arbetet kommer att försökautveckla en konceptuell tillverkningsprocess och design av en exempeldel och utföraen strukturell analys av komponenten.För att besvara den första frågan genomfördes en omfattande litteraturstudie omkontinuerliga fibermaterial och termoplaster samt om etablerade och nyutveckladetillverkningsmetoder som automatiserad tejpläggning och fiberplacering,skräddarsydd fiberplacering och 3D-skrivning kombinerat med formsprutning.Den konceptuella tillverkningsprocessen av exempeldelen baserades sedan pålitteraturstudien och designen modellerades och analyserades med finitaelementmetoden.Resultaten visar att kontinuerligt fiberarmerade termoplaster kan användas förhögvolymtillverkning av komplexa komponenter i kombination med formsprutning.Medan några av bearbetningsmetoderna fortfarande är i ett tidigt utvecklingsskede såhar teknikerna testats och implementerats. Den strukturella analysen av exempeldelenvisar att konstruktionen kan motstå de maximala belastningarna och påvisar på så sättgenomförbarhet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-340343 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Björkqvist, Erik |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner, marina system, flyg- och rymdteknik, rörelsemekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2023:011 |
Page generated in 0.0029 seconds