تحلیل آماری و بهینه‌سازی متغیرهای موثر بر رفتار کششی و ضربه‌ای نمونه‌های PETG چاپ-شده با استفاده از مدل‌سازی لایه‌نشانی ذوبی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران.

doi
10.22044/jsfm.2025.15421.3919
چکیده

مدل‌سازی لایه‌نشانی ذوبی (FDM) به عنوان یکی از روش‌های ساخت افزایشی قطعات پلیمری، شناخته می‌شود. در این فرآیند، چاپ قطعه بر اساس لایه‌نشانی فیلامنت ذوب‌شده انجام می‌شود. در این پژوهش، با استفاده از فرآیند FDM و بر اساس متدلوژی سطح پاسخ، نمونه‌های استاندارد آزمون‌های کشش و ضربه از جنس فیلامنت PETG تحت تنظیمات معینی از متغیرهای ورودی مشتمل بر: ارتفاع لایه، دمای نازل و سرعت چاپ، تولید شدند. در ادامه، با اجرای آزمون‌های اندازه‌گیری و تحلیل آماری داده‌ها، رفتار کششی و ضربه‌ای نمونه‌های چاپ‌شده تحت ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تحلیل واریانس نشان داد که مجذور سرعت چاپ، مجذور دمای نازل و حاصل‌ضرب ارتفاع لایه در دمای نازل به ترتیب بیشترین تأثیر را بر استحکام تسلیم، استحکام شکست و استحکام ضربه‌ای نمونه‌های پلیمری دارند. علاوه بر این، مقادیر بالای ضریب تغییرات حاصل از تحلیل آماری نشان داد که مدل‌های رگرسیون برای پیش‌بینی رفتار کششی و ضربه‌ای نمونه‌های چاپ‌شده از صحت و توانایی بالایی برخوردارند. در پایان، با استفاده از روش مطلوبیت، ترکیب بهینه متغیرهای ورودی فرآیند FDM با هدف بیشینه‌سازی خواص کششی و ضربه‌ای نمونه‌های پلیمری، تعیین شدند.