عبدالواحد کمی

بررسی اثر پرس گرم بر خواص مکانیکی کامپوزیت زمینه پلیمری با الیاف پیوسته کربنی تولید شده با مدل‌سازی رسوب ذوبی (لینک ایرانداک)

چکیده:

چاپ سه بعدی بر پایه اکستروژن از متداول ترین روش های ساخت افزایشی است. از این روش معمولاً برای تولید مواد پلیمری استفاده می‌شود. وجود حفره و عدم چسبندگی مناسب بین لایه های چاپ شده باعث تضعیف خواص مکانیکی قطعات کامپوزیتی می‌شود. عملیات ثانویه شامل کلیه عملیاتی است که پس از خارج کردن قطعات از چاپگر سه بعدی انجام می‌شود. استفاده از عملیات ثانویه پرس گرم باعث افزایش استحکام و بهبود خواص مکانیکی قطعات چاپ شده می‌گردد. در این پژوهش با بررسی تحقیقات گذشته، پارامترهای موثر بر عملیات تکمیلی پرس گرم یعنی دما و زمان عملیات پرس گرم و پارامتر فرایند سرعت چاپ مورد ارزیابی قرار گرفتند و 3 پارامتر نام برده به عنوان ورودی انتخاب شدند سپس با انجام طراحی آزمایش به کمک نرم افزار دیزاین اکسپرت و روش سطح پاسخ، خواص مکانیکی نمونه های کامپوزیتی مورد ارزیابی قرار گرفت.نمونه های ساخته شده در این پژوهش کامپوزیت پلیمر با الیاف کربن پیوسته بودند که به روش مدلسازی رسوب ذوبی ساخته شدند با بهینه سازی نتایج به دست آمده مشخص شد که بیشترین استحکام کششی در نمونه های با سرعت چاپ4 میلی متر بر ثانیه و دمای پرس گرم 70 درجه سانتیگراد و زمان پرس گرم 40 دقیقه رخ می‌دهد که این مقدار08/65 مگاپاسکال می‌باشد که‌ نسبت به حالت پرس گرم نشده، استحکام کششی 7/92 درصد بهبود یافت. مشخص شد که پارامتر دمای عملیات تکمیلی پرس گرم تاثیرگذارترین عامل در بهبود خواص مکانیکی قطعات چاپ شده است. بیشترین مقدار استحکام خمشی در نمونه ساخته شده با دمای پرس گرم 70 درجه سانتی‌گراد و زمان 30 دقیقه مشاهده شده است و این مقدار 104 مگاپاسکال است که نسبت به نمونه بدون پرس گرم، استحکام خمشی به میزان 3/2 برابر بهبود یافت. علاوه براین مشخص شد دما و زمان عملیات پرس گرم بر‌روی خواص مکانیکی موثر بوده و‌ کاهش دما و افزایش زمان عملیات پرس گرم باعث افزایش استحکام نمونه‌های چاپ شده می‌شود. عملیات تکمیلی پرس گرم باعث حذف بیشتر فاصله‌های هوایی القا شده در طول چاپ بین فیبر‌ها و ماتریس شد.