عبدالواحد کمی

بررسی خواص مکانیکی قطعات پلیمری/فلزی تولید شده به روش مدل سازی رسوب ذوبی (لینک ایرانداک)

چکیده:

مدل‌سازی رسوب ذوبی یکی از متداول‌ترین روش‌های ساخت افزایشی می‌باشد که امروز امکان ساخت قطعات کامپوزیتی را فراهم کرده است. این روش هزینه و زمان تولید قطعات را نسبت به روش‌های سنتی کاهش می‌دهد. با توجه به اینکه مدل‌سازی رسوب ذوبی همواره به پارامترهای مشخصی وابسته است، در این پژوهش با بررسی مطالعات گذشته پارامترهای موثر بر خواص مکانیکی قطعات چند ماده‌ایی تجاری پلی لاکتیک اسید-پلی لاکتیک اسید/ذرات آلومینیوم مورد ارزیابی قرار گرفتند و 3 پارامتر به عنوان ورودی انتخاب شدند که شامل زاویه چاپ، تعداد لایه کامپوزیتی و موقعیت لایه کامپوزیتی است. سپس با انجام طراحی آزمایش به کمک نرم افزار Design Expert و روش سطح پاسخ RSM خواص مکانیکی نمونه‌های کامپوزیتی مورد ارزیابی قرار گرفت. با بهینه‌سازی نتایج بدست آمده مشخص شد که بیشترین استحکام کششی و خمشی در نمونه ی پرینت شده با زاویه چاپ 0-90 درجه، تعداد لایه کامپوزیتی 2 و موقعیت لایه کامپوزیتی بالا رخ می‌دهد. بررسی تصاویر SEM نمونه‌های کامپوزیتی نشان داد، وجود ذرات آلومینیوم به تشکیل حفره‌ها کمک می‌کند که این حفره‌ها منجر به شکست زودرس نمونه‌ها می‌شود. علاوه بر این مشخص شد که زاویه چاپ و تعداد لایه کامپوزیتی به ترتیب بر روی خواص مکانیکی موثر بوده است. در ادامه یک فیلامنت کامپوزیتی حاوی 40 درصد وزنی از پودر آلومینیوم توسط اکسترودر رومیزی ساخته و با پارامترهای بهینه بدست آمده از طراحی آزمایش اولیه چاپ شد. نتایج نشان داد که نمونه های آزمایشگاهی، استحکام کششی و خمشی ضعیف‌تری نسبت به نمونه‌های تجاری دارند. در این حالت افزایش حفرات (درون و مابین لایهها) استحکام مکانیکی را کاهش می‌یابد.