Studium transportu tepla v objemových materiálech s elektricky vodivými příměsemi

Bakalářská práce je zaměřena na studium transportu tepla v objemových materiálech vyrobených z filamentů PLA (kyseliny polymléčné) pomocí 3D tisku. Pro následné aplikace je důležité znát elektrické, dielektrické a tepelné parametry materiálů s různými barvivy, pigmenty a elektricky vodivými příměsemi. Cílem práce je prostudovat především tepelné vlastnosti série a vliv příměsí na tyto vlastnosti. Hlavní náplní je studium tepelných vlastností vzorků. V teoretické části jsou zmíněny různé metody 3D tisku, metody měření tepelných vlastností, a nakonec jsou popsány vlastnosti polymeru kyseliny mléčné. Experimentální část je věnována popisu procesu 3D tisku vzorků k měření a následně je popsána metoda měření tepelných vlastností vytištěných vzorků. Pro vzorky s elektricky vodivými příměsemi byl zjištěn součinitel tepelné vodivosti v rozmezí (0,217–0,292) W/m/K a měrná tepelná kapacita (382,2–1 007,2) J/kg/K. Ukázalo se, že elektricky vodivé materiály (PLA s příměsemi kovů) vykazují velice dobrý součinitel tepelné vodivosti a menší měrnou tepelnou kapacitu, naopak materiály s příměsí barviv a pigmentů vykazují menší součinitel tepelné vodivosti a větší měrnou tepelnou kapacitu.
Bachelor thesis is focused on the study of heat transport in bulk materials made from PLA (polylactic acid) filaments by 3D printing. For subsequent applications it is important to know the electrical, dielectric and thermal parameters of materials with different dyes, pigments and electrically conductive additives. The aim of this work is mainly to study the thermal properties of the series and the influence of additives on these properties. The main focus is to study the thermal properties of the samples. In the theoretical part, different 3D printing methods are mentioned, the methods of measuring the thermal properties, and finally the properties of the lactic acid polymer are described. The experimental part is devoted to the description of the process of 3D printing samples for measurements and then the method of measuring the thermal properties of the printed samples is described. For samples with electrically conductive admixtures, the thermal conductivity was found to be in the range of (0,217–0,292) W/m/K and the specific heat capacity was found to be (382,2–1 007,2) J/kg/K. The electrically conductive materials (PLA with metallic admixtures) were found to have a very good thermal conductivity and a smaller specific heat capacity, while the materials with admixtures of dyes and pigments showed a smaller thermal conductivity and a larger specific heat capacity.