kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Design of a filament fuser: Reducing 3D-printer filament waste
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
2022 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (One Year)), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Design av en filamentsvetsare : Reducera materialsvinn av 3D-skrivare (Swedish)
Abstract [en]

There has been a significant rise of users in the 3D-printer community. A common dilemma amongst users is how to handle spools of plastic filament that does not contain enough filament for an arbitrary print. This report explores the possibility of fusing strands of filament together from two different spools into one spool by the method of fusion bonding. This concept of plastic bonding generally consists of the following three steps. Preparing the surface area, heating the polymer and physically pushing the filament strands on to each other. Fusion bonding proved to be successful for temperatures between 150-190 ◦C without reducing required tensile strength for printing. There was a clear deterioration in the ability to follow tight curves for the fused filament. This showed in the result where many of the welded strands snapped when conducting the bending test. The welded filament had an average diameter of 1.992 mm. It appears that the filament bond formed based on the geometry of the PTFE tube that acted like a mold. It was concluded that the welded filament bond could improve if the used PTFE-tube had a diameter closer to 1.75 mm. Possible improvements were discussed where an example of using PTFE coating could improve the quality of the fuse in terms of strand diameter.

Abstract [sv]

Användningen av 3D-skrivare har ökat markant bland konsumenter. En vanlig situation som uppstår är att kvarvarande filamentrulle inte har tillräckligt med material över för en godtycklig utskrift. Den här rapporten avser att behandla möjligheten att svetsa ihop två olika plasttrådar av filament till en enda tråd och därefter rulla ihop den sammansvetsade plasten till en filamantrulle. Metoden som användes för att utföra svetsningen kallas för fusion bonding. Det finns flera olika varianter av denna metod. För att utföra sammansvetsning med fusion bonding krävs följande tre steg, förberedelse av ytan på den tilltänkta svetsen, upphettning av polymererna och därefter fysiskt röra de upphettade polymererna mot varandra tills kontakt uppstår. Fusion bonding visade sig vara en fungerande metod att sammansvetsa filament med för temperaturer mellan 150-190◦C utan att påverka den nödvändiga styrkan för att klara av en utskrift. Böjtestet påvisade en kraftig försämring av det sammansvetsade materialets förmåga att böja sig. Det visade sig även att medeldiametern vid sammansvetsningen var 1.992 mm. Slutsatsen som drogs av resultatet var att sammansvetsningen formade sig efter PTFE-tuben som agerade som en form åt polymererna. En möjlig förbättring som diskuterades var att använda PTFE-beläggningpå aluminiumblocket för att minska skillnaden i diametern mellan sammansvetsningen och originaldiametern.

Place, publisher, year, edition, pages
2022. , p. 93
Series
TRITA-ITM-EX ; 2022:107
Keywords [en]
3D-printer, splicing filament, firmware, sustainability, mechatronics
Keywords [sv]
3D-printer, filamentsvetsning, mjukvara, hållbarhet, Mekatronik
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-320968OAI: oai:DiVA.org:kth-320968DiVA, id: diva2:1708291
Presentation
2022-06-01, 00:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2022-11-03 Created: 2022-11-03 Last updated: 2022-11-03Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(7297 kB)570 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 7297 kBChecksum SHA-512
3284d5842971b52bad0f4e0d23391f18bb33a7b46b8264c88787d8dcda8a1cb12211c56e5a7093cf6b856ec118909a12dfa7be088d5104e44e5fdd13ef913a90
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Industrial Engineering and Management (ITM)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 574 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 633 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf