بررسی و مقایسه خواص مکانیکی کامپوزیت الیاف ممتد ABS/GF و پلیمر ABS تولیدشده با روش لایه نشانی تجمعی مذاب

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
10.22034/ijme.2023.375334.1722
چکیده

مقاله پیش رو به بررسی خواص مکانیکی نمونه‌های کامپوزیتی با الیاف ممتد شیشه و ماتریس ترموپلاستیک ABS ساخته شده با روش ساخت افزایشی FDM پرداخته است. چاپگر طراحی شده برای تولید این کامپوزیت از فیلامنت پلیمری ABS و فیلامنت کامپوزیتی پیش آغشته ABS/GF استفاده می‌کند. فیلامنت پیش آغشته توسط یک خط تولید فیلامنت طراحی و تولید شده است. به منظور ساخت چاپگر سه‌بعدی با قابلیت چاپ کامپوزیت، یک چاپگر FDM به‌گونه‌ای تحت اصلاح قرار گرفت که توانایی چاپ کامپوزیت را داشته باشد. در نهایت بعد از ساخت چاپگر سه‌بعدی با قابلیت چاپ کامپوزیت، نمونه­‌های مورد نیاز برای آزمون کشش و خمش سه‌نقطه چاپ شد و آزمون خواص مکانیکی طبق استانداردهای موجود بر روی آن­‌ها صورت گرفت. خواص به‌دست‌آمده با نمونه ABS خالص چاپ شده نیز مورد مقایسه قرار گرفت. مدول الاستیسیته و استحکام کششی نمونه ABS/GF نسبت به نمونه ABS خالص چاپ شده به ترتیب 540 و 260 درصد رشد داشته است. بر اساس آزمون خمش سه‌نقطه، مدول و استحکام خمشی کامپوزیت چاپ شده به ترتیب 140 و 100 درصد نسبت به نمونه خالص پلیمری افزایش پیدا کرده است. مدت زمان ساخت نمونه کامپوزیت به‌وسیله چاپگر FDM در مقایسه با چاپ پلیمری اختلاف چندانی ندارد اما به دلیل وجود الیاف ممتد شیشه یا سایر الیاف تقویت‌کننده، خواص مکانیکی نمونه ساخته شده، بهبود قابل توجهی پیدا کرده است؛ به همین دلیل استفاده از این روش در مقایسه با روش چاپ FDM با پلیمر خالص قابل توجیه است.