مقایسه مقاومت خمشی قطعات مستطیل شکل ساخته‌شده بوسیله چاپ‌سه‌بعدی از جنس PLA با شیارهای مختلف

نویسندگان

1 دانشجوی ‌کارشناسی‌ارشد، مهندسی صنایع گرایش بهینه‌سازی ‌سیستم‌ها، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.

2 دانشیار، مهندسی صنایع، دانشگاه علم و صنعت، تهران.

3 استاد، مهندسی صنایع، دانشگاه علم و صنعت، تهران.

doi
10.22068/jstc.2023.2005499.1841
چکیده

تولید قطعات با استفاده از چاپ سه‌بعدی که نوعی از تولید‌افزایشی می‌باشد، با سرعت بیشتری در حال گسترش است. این فناوری با رسوب لایه‌لایه‌ی ماده پلیمری ذوب شونده قادر به تولید هندسه‌های پیچیده است. پلی‌لاکتیک اسید(PLA) به دلیل خواص خوبی مانند زیست-تخریب‌پذیر‌بودن و زیست‌سازگاری از جمله مواد پرکاربرد در این فناوری است که قطعات ساخته‌شده از آن در کاربردهای مختلف مهندسی در حال استفاده می‌باشد. استحکام این قطعات لایه‌لایه‌ای تابع پارامترهای چاپ مانند میزان چگالی‌پرشوندگی، جهت‌گیری‌چاپ‌، سرعت و دمای‌چاپ، فاصله الیاف و غیره می‌باشد. همچنین وجود شیار در قطعات مهندسی و به ویژه قطعات لایه‌لایه‌ای چاپ‌شده پلیمری می‌تواند تأثیر بسزایی در رفتار مکانیکی این مواد داشته‌باشد. در این تحقیق استحکام قطعات تیر کوتاه شیاردار با سه هندسه مختلف (U,V, keyhole) چاپ‌شده با ماده PLA تحت بارگذاری شبه‌استاتیکی خمشی به روش تجربی و آماری مورد بررسی قرار‌می‌گیرد. میزان بار و انرژی شکست نمونه‌ها محاسبه شده و همچنین حساسیت به هندسه‌شیار در قطعات آزموده‌شده ارزیابی‌می‌گردد. از آزمون فیشر برای مقایسه‌روجی شیار‌ها استفاده شده-است. نتایج این تحقیق نشان‌می‌دهد که شیار یک گوشه‌ی زاویه‌دار از همه ضعیف‌تر است در حالی که شیار دایره‌ای شکل مقاومت بیشتری دارد و این مقاومت با افزایش شعاع دایره افزایش‌می‌یابد.