لایه نشانی الیاف پیوسته شیشه بر روی سطح منحنی توسط دستگاه چاپگر سه بعدی بر اساس فن‌آوری لایه نشانی ذوبی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

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

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.429126.1885
چکیده

بهبود خواص مکانیکی قطعات چاپ‌شده توسط چاپگر سه‌بعدی بر اساس فن‌آوری لایه نشانی ذوبی، توسط الیاف پیوسته (کربن، شیشه و آرامید) مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. با توجه به ذات فرآیندهای ساخت افزایشی که قطعه را به‌صورت لایه‌لایه تولید می‌کنند، در اکثر تحقیقات صورت گرفته الیاف پیوسته در یک سطح صاف لایه نشانی می‌شوند. در مواردی هم که الیاف بر روی سطوح منحنی لایه نشانی می‌شوند از ربات‌هایی با درجات آزادی بالا استفاده‌ شده است. در این پژوهش روشی برای لایه نشانی الیاف پیوسته شیشه بر روی سطح منحنی ارائه می‌گردد. این روش بر روی چاپگرهای ساده و ارزان‌قیمت پیاده‌سازی می‌شود. روش ارائه ‌شده مبتنی بر اصلاح جی‌کد، ایجاد یک محور دورانی برای نازل، به ‌کارگیری و استفاده از تکنیک‌های طراحی و ساخت به کمک رایانه است. در نهایت با اسکن سه‌بعدی قطعه چاپ‌ شده و مقایسه آن با مدل سه‌بعدی میزان انحراف و تلورانس فرم سطحی تعیین می‌گردد. نتایج تجربی حاصل، حاکی از کارایی روش ارائه ‌شده برای لایه نشانی الیاف پیوسته بر روی سطوح منحنی است. با سیستم ارائه ‌شده الیاف پیوسته با روش آغشته سازی هم‌زمان بر روی یک سطح که متشکل از مسیرهایی با درجه انحنای مختلف است لایه نشانی می‌شوند. نتایج حاصل از مقایسه نمونه اسکن شده با نمونه چاپ‌ شده نشان می‌دهد که حداکثر میزان انحراف حاصل‌ شده 0.1 میلی‌متر است. این میزان خطا با توجه به ماهیت انقباض و اعوجاج مواد پلیمری گرمانرم در فرآیندهای شکل‌دهی با توجه به استاندارد DIN 16901 قابل‌ قبول است.