بررسی تجربی اثر پارامترهای چاپ بر استحکام بین رشته‌ای در یک تک لایه از جنس پلی لاکتیک اسید چاپ‌شده به روش لایه نشانی ذوبی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، کرمان، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، کرمان، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، کرمان، ایران

4 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، کرمان، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.468611.1986
چکیده

فرآیند لایه نشانی ذوبی یکی از پرکاربردترین روش‌های ساخت افزایشی است. در فرآیند لایه نشانی ذوبی هر لایه با قرارگیری رشته‌ها در کنار یکدیگر شکل می‌گیرد، با افزایش استحکام اتصال بین رشته‌ها و همچنین لایه‌ها می‌توان خواص مکانیکی قطعه چاپ‌شده را افزایش داد. لذا در این پژوهش در ابتدا رابطه بین دمای رشته لایه نشانی شده و پارامترهای چاپ به‌صورت تئوری بررسی می‌گردد. این امر سبب شناسایی و اثر هر پارامتر بر روی میزان افت دما در رشته لایه نشانی شده می‌شود. سپس اثر پارامترهای چاپ، شامل دمای نازل، عرض روزن‌رانی، ارتفاع لایه،سرعت چاپ و الگوی پر شدن، بر استحکام کششی یک تک لایه به‌منظور تعیین استحکام بین‌رشته‌ای بررسی می‌شود. نتایج تئوری بیان‌گر این امر است که زمانی که دمای نازل 210 درجه سانتی‌گراد، عرض روزن‌رانی 0.8 میلی‌متر، ارتفاع لایه 0.3 میلی‌متر و سرعت چاپ 80 میلی‌متر بر ثانیه است، حداقل افت دما به میزان 38 درصد از 210 به 152 درجه سانتی‌گراد در رشته لایه نشانی شده اتفاق می‌افتد. همچنین پارامترهای ارتفاع لایه، سرعت چاپ، دمای نازل و عرض روزن‌رانی به ترتیب بیشترین اثر بر روی افت دما را دارند. حداکثر افت دما به میزان 303 درصد از دمای 210 به 52 درجه سانتی‌گراد است. همچنین تحلیل واریانس نتایج حاصل از آزمون کشش نشان می‌دهد که اثر پارامترهای الگوی پر شدن، سرعت چاپ، عرض روزن‌رانی، ارتفاع لایه و دمای نازل به ترتیب برابر با 82.05، 6.41، 5.86، 2.84 و 2.84 درصد است. حداکثر استحکام کششی به مقدار 72 مگاپاسکال برای نمونه‌ای که در آن دمای نازل، عرض روزن‌رانی، ارتفاع لایه، سرعت چاپ و الگوی پر شدن به ترتیب برابر با 210 درجه سانتی‌گراد، 0.8 میلی‌متر، 0.3 میلی‌متر، 80 میلی‌متر بر ثانیه و زیگزاگ است، حاصل گردید. حداکثر میزان افزایش استحکام کششی در تمام نمونه‌ها به میزان 109 درصد یعنی از 34.5 به 72 مگاپاسکال است. همچنین در نمونه‌هایی که در آن‌ها حداکثر استحکام بین‌ رشته‌ای ایجادشده است، نمونه دچار گلویی شده و پارگی و جدایش بین رشته‌ای در نمونه‌ها دیده نمی‌شود.