Original title: Vliv bio-pigmentů na vlastnosti PLA materiálů pro 3D tisk
Translated title: The effect of bio-pigments on the properties of PLA materials for 3D printing
Authors: Vacula, Jan ; Figalla, Silvestr (referee) ; Menčík, Přemysl (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2024
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Diplomová práce se zabývá studiem vlivu barviv přírodního původu na vlastnosti kyseliny polymléčné (PLA) pro 3D tisk metodou FDM. V případě výroby 3D tiskových strun bylo důležité znát chování bio-barviv v materiálu. K zjištění termické stability bio-barviv byla provedena termogravimetrická analýza (TGA). Na základě výsledných termických stabilit bylo následně vybráno sedm bio-barviv, ze kterých byly připraveny koncentrační řady ve formě 3D tiskových strun. Pomocí gelové permeační chromatografie (GPC) byl definován vliv přidání bio-barviv do polymerní matrice kyseliny polymléčné. Pro stanovení vlivu bio-barviv na mechanické vlastnosti připravených materiálů byla vybrána tahová zkouška a tříbodová ohybová zkouška. Bylo zjištěno, že přidáním bio-barviv nedochází k výraznému poklesu mechanických vlastností. Dále byla zkoumána UV stabilita pomocí urychlené expozice v komoře s xenonovou výbojkou. Pomocí kolorimetrického vyhodnocení byl definován vliv UV záření na jednotlivá bio-barviva. Výsledky byly klíčové pro další vývoj a optimalizaci využití přírodních barviv ve výrobním procesu 3D tiskových strun. This thesis deals with the influence of naturally derived dyes on the properties of polylactic acid (PLA) for 3D printing using the FDM method. In the production of 3D printing filaments, it was crucial to understand the behavior of bio-dyes within the material. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed to determine the thermal stability of the bio-dyes. Based on the resulting thermal stabilities, seven bio-dyes were selected from which concentration series were prepared in the form of 3D printing filaments. The influence of adding bio-dyes to the PLA polymer matrix was defined using gel permeation chromatography (GPC). To assess the impact of bio-dyes on the mechanical properties of the materials, tensile testing and three-point bending tests were chosen. It was found that adding bio-dyes does not significantly reduce mechanical properties. Furthermore, UV stability was investigated through accelerated exposure in a chamber with a xenon lamp. The influence of UV radiation on individual bio-dyes was defined through colorimetric evaluation. The results were key for further development and optimization of the use of natural dyes in the manufacturing process of 3D printing filaments.
Keywords: 3D printing; additivation; FDM; lightfastness; mechanical testing; natural dyes; Polylactic acid (PLA); thermal stability; 3D tisk; aditivace; FDM; Kyselina polymléčná (PLA); mechanické testy; přírodní barviva; světlostálost; termická stabilita

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/245705

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-615836


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses