مطالعه تجربی اثر پارامترهای چاپ سه‌بعدی و عملیات آنیل کردن بر میزان جذب انرژی ویژه ساختارهای متخلخل با تخلخل‌های به‌هم‌پیوسته از جنس پلی لاکتیک اسید و چاپ سه‌بعدی شده به روش لایه نشانی ذوبی

نویسندگان

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

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

doi
10.22034/ijme.2025.499064.2041
چکیده

فرایندهای ساخت افزایشی فناوری‌های پیشرفته‌ای هستند که تولید قطعات با هندسه‌های پیچیده را امکان‌پذیر می‌کنند. یکی از مهم‌ترین این فرایندها، فرایند لایه نشانی ذوبی است. یکی از کاربردهای فرایند لایه نشانی ذوبی در صنایع پزشکی ساخت داربست‌های استخوانی است. هدف از این پژوهش بررسی اثر پارامترهای فرایند لایه نشانی ذوبی و عملیات حرارتی آنیل کردن بر میزان جذب انرژی ویژه ساختارهای متخلخل با تخلخل‌های به‌هم‌پیوسته، جهت استفاده به‌عنوان داربست‌های استخوانی در مهندسی بافت است. نمونه‌ها از جنس پلی لاکتیک اسید چاپ سه‌بعدی می‌شوند. پارامترهای مورد بررسی عرض روزن‌رانی، ارتفاع لایه، درصد پر شدن، الگوی پر شدن است. نمونه‌ها با سه الگوی شبکه‌ای، لرزشی و لانه‌زنبوری و با درصدهای پر شدن 40، 70 و حداکثر چاپ می‌شوند. جهت ایجاد یک ساختار متخلخل با تخلخل‌های به‌هم‌پیوسته، هر لایه به میزان 18 درجه حول محور قائم دوران می‌کند. علاوه بر بررسی اثر پارامترهای چاپ، اثر عملیات آنیل کردن نیز بر روی میزان جذب انرژی ویژه نمونه‌ها بررسی می‌گردد. نتایج حاصل‌شده نشان داد که عرض روزن‌رانی و عملیات حرارتی بیشترین تأثیر بر میزان جذب انرژی ویژه را داشته و عملیات آنیل کردن تا حداکثر 35 درصد می‌تواند موجب افزایش میزان جذب انرژی ویژه در نمونه‌ها شود. حداکثر میزان جذب انرژی ویژه به مقدار 36.2 کیلوژول بر گرم برای نمونه آنیل شده با پارامترهای چاپ: عرض روزن‌رانی 0.8 میلی‌متر، ارتفاع لایه 0.2 میلی‌متر، درصد پر شدن حداکثر، الگوی پر شدن شبکه‌ای است.