DEVELOPMENT OF ELECTRO-MAGNETIC INDUCTION SENSITIVE THERMOSET RESINS FOR ADDITIVE MANUFACTURING. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Taha_Najam_G202308870_MSc-Thesis.pdf - Submitted Version Restricted to Repository staff only until 28 January 2026. Available under License Creative Commons Attribution No Derivatives. Download (16MB)

Arabic Abstract

تعتمد الطابعات ثلاثية الأبعاد الحالية المصنوعة من مواد حرارية صلبة على تقنية الطباعة الحجرية المجسمة، وهي عملية تنطوي على تحديات جوهرية، مثل بطء المعالجة، وأنظمة المعالجة المعقدة، وانخفاض مدة صلاحية أنظمة الإيبوكسي، ومعالجة الأجزاء الصغيرة، ومتطلبات المعالجة اللاحقة المكثفة. يهدف هذا العمل إلى تطوير وتوصيف نظام إيبوكسي أحادي الجزء حساس للمغناطيسية الكهرومغناطيسية (EM) لتقنية التصنيع الإضافي القائم على الحث (AM). تعتمد الدراسة على منهجية شاملة تتكون من توصيف حراري ميكانيكي وتوصيف قائم على الحث، يتبعه تطوير نموذج حسابي متعدد الفيزياء تم التحقق من صحته تجريبيًا. استُخدمت تقنية قياس السعرات التفاضلية (DSC) لتوصيف المعالجة الأولية لتحديد الحساسية المثلى للمكونات للحث الكهرومغناطيسي. ثم خضعت العينات لمجهر مسح إلكتروني (SEM) لفهم تشتت الجسيمات، وبالتالي فهم تأثيره في سلوك المعالجة. طُوِّر نموذج حسابي متعدد الفيزياء باستخدام برنامج وذلك الإيبوكسي، عينات في بالحث المعالجة لمحاكاة COMSOL الشد، قسائم لتصنيع والفرن بالحث المعالجة لمبادئ شامل توصيف تكييف تم ذلك، على علاوةً العمليات. لتحسين المستقبلية الدراسات لأغراض التصنيع في ملحوظة تطورات المقترح النظام يُقدم عام، بشكل الاقتصادية. والجدوى الميكانيكية الاستجابات لتقدير الشد تأثير تحت واختبارها أخرى. هندسية تطبيقات ليشمل نطاقه توسيع ويمكن بالحرارة، الصلبة المواد على القائم الإضافي

English Abstract

Current thermoset 3D printers are based on stereolithography, a process that has inherent challenges such as slow curing, complicated curing systems, reduced shelf life of epoxy systems, small part curing and extensive post curing requirements. The work aims at development and characterization of an Electro Magnetic (EM)- sensitive, single-part epoxy system for induction based additive manufacturing (AM) technology. The study utilizes a comprehensive methodology that consist of thermo- mechanical and induction-based characterization followed by the development of an experimentally validated multi-physics computational model. Differential Scanning Calorimetry (DSC) was used for the initial curing characterization to identify the op- timum ingredients electromagnetic induction sensitivity. Samples were then subjected to Scanning Electron Microscopy (SEM) to understand particle dispersion and thereby to understand its influence in curing behavior. A multiphysics computational model was developed using COMSOL to simulate the induction-based curing in the epoxy samples for future studies on process optimization. Further, a comprehensive char- acterization on oven and induction-based curing principles were adapted to manufac- ture tensile coupons and were tested under tensile loading to estimate the mechanical responses and economic viability. Overall, the proposed system offers significant ad- vancements in thermoset-based additive manufacturing and can be extended to other engineering applications.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Engineering Research Aerospace
Department:	College of Engineering and Physics > Aerospace Engineering
Committee Advisor:	Vattathurvalappil, Suhail Hyder
Committee Members:	Baluch, Abrar and Abdelrahman, W. G.
Depositing User:	TAHA NAJAM (g202308870)
Date Deposited:	29 May 2025 04:34
Last Modified:	29 May 2025 04:34
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143492