ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ 3D ΕΚΤΥΠΩΜΕΝΩΝ ΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΜΕΤΕΠΕΞΕΡΓΑΣΜΕΝΩΝ ΜΕ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία εστιάζει στη μελέτη των επιφανειακών χαρακτηριστικών 3D εκτυπωμένων πλαστικών αντικειμένων μετά από μετεπεξεργασία με σύγχρονες τεχνολογίες. Η τρισδιάστατη εκτύπωση αποτελεί μία καινοτόμο μέθοδο κατασκευής, η οποία επιτρέπει τη δημιουργία αντικειμένων με πολύπλοκες γεωμετρίες και προσαρμοσμένες ιδιότητες. Ωστόσο, τα εκτυπωμένα αντικείμενα συχνά απαιτούν περαιτέρω επεξεργασία για τη βελτίωση των μηχανικών και αισθητικών τους χαρακτηριστικών. Η εργασία ξεκινάει παρουσιάζοντας τις κύριες τεχνικές 3D εκτύπωσης. Συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται μία εισαγωγή στις μεθόδους Εξώθησης Υλικού, τον Φωτοπολυμερισμό, την Εκτόξευση Δέσμης Υλικού, την Εκτόξευση Συνδετικού Υλικού, την Σύντηξη Κλίνης Σκόνης, την Πλαστικοποίηση Φύλλων και την Κατευθυνόμενη Εναπόθεση Ενέργειας. Στο δεύτερο κεφάλαιο, εξετάζονται οι κατηγορίες υλικών που χρησιμοποιούνται, όπως θερμοπλαστικά, φωτοπολυμερή και θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή, καθώς και η σημασία της επιλογής τους ανάλογα με την εφαρμογή. Η μετεπεξεργασία αποτελεί ένα κρίσιμο στάδιο για την βελτίωση των επιφανειακών ιδιοτήτων των 3D εκτυπωμένων αντικειμένων. Στο τρίτο κεφάλαιο, αναλύονται διάφορες τεχνικές όπως η χημική και θερμική επεξεργασία, η λείανση με λέιζερ, η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση και η σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία. Οι διαδικασίες αυτές συμβάλλουν στην βελτίωση της αντοχής, της επιφανειακής ποιότητας και των μηχανικών ιδιοτήτων των εκτυπωμένων δομών. Για την αξιολόγηση των επιπτώσεων των μεθόδων μετεπεξεργασίας πραγματοποιείται ο χαρακτηρισμός των επιφανειών μέσω τεχνικών όπως η φασματοσκοπία υπερύρθου μετασχηματισμού Fourier (ATR FT-IR) και η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) που αναλύονται στο τέταρτο κεφάλαιο, ενώ στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα των τεχνικών αυτών. Συνοψίζοντας, η εργασία αυτή αναδεικνύει τη σημασία της μετεπεξεργασίας στην εξέλιξη της τρισδιάστατης εκτύπωσης και συμβάλλει στην κατανόηση των τεχνολογιών που μπορούν να εφαρμοστούν για τη βελτιστοποίηση των εκτυπωμένων δομών, δημιουργώντας νέες προοπτικές για την εκτεταμένη χρήση τους στη βιομηχανία και την έρευνα. ABSTRACT This thesis focuses on the study of the surface characteristics of 3D-printed plastic objects after post-processing using modern technologies. 3D printing is an innovative manufacturing method that allows the creation of objects with complex geometries and customized properties. However, printed objects often require further processing to improve their mechanical and aesthetic characteristics. The study begins by presenting the main 3D printing techniques. Specifically, the first chapter introduces the methods of Material Extrusion, Photopolymerization, Material Jetting, Binder Jetting, Powder Bed Fusion, Sheet Lamination, and Directed Energy Deposition. In the second chapter, the categories of materials used in 3D printing are examined, such as thermoplastics, photopolymers, and thermosetting polymers, as well as the importance of selecting the appropriate material depending on the application. Post-processing is a crucial step in improving the surface properties of 3D printed objects. The third chapter analyzes various techniques, including chemical and thermal treatment, laser smoothing, electrolytic metallization, and UV curing. These processes contribute to enhancing the durability, surface quality, and mechanical properties of printed structures. To assess the effects of post-processing methods, surface characterization is performed using techniques such as Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR FT-IR) and Scanning Electron Microscopy (SEM), which are analyzed in the fourth chapter. The fifth chapter presents the experimental results of these techniques. In conclusion, this study highlights the importance of post-processing in the evolution of 3D printing and contributes to the understanding of technologies that can be applied to optimize printed structures, creating new prospects for their expanded use in industry and research.