بررسی خواص کششی طولی و عرضی کامپوزیت های ساخته شده با روش چاپ سه بعدی

در این پژوهش، کامپوزیت های گرمانرم با زمینه اکریلونیتریل بوتادی ان استایرن (ABS) تقویت شده با الیاف پیوسته کربن (CF) با استفاده از روش لایه نشانی مذاب چاپ شدند. در ادامه، برای اطمینان از آغشتگی مناسب الیاف پیوسته کربن توسط زمینه و استحکام مناسب فصل مشترک الیاف/ زمینه از آزمون کشش طولی و عرضی برای ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت های چاپ شده (ABS/CF) در مقایسه با نمونه تقویت نشده (ABS) استفاده شد. استحکام و مدول کششی طولی و عرضی نمونه ها اندازه گیری شده و مقادیر مدول طولی با قانون مخلوط ها و مقادیر مدول عرضی با روابط تئوری بلوکی (Slab model) و نیمه تجربی هالپین تسای (Halpin Tsai) مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مدول و استحکام کششی طولی کامپوزیت در مقایسه با زمینه خالص، افزایش قابل توجهی از خود نشان می دهد، اما به علت انحراف آرایش الیاف، آغشتگی کم و وجود حفره، مقدار مدول یانگ به دست آمده، نسبت به مقدار پیش بینی شده توسط قانون مخلوط ها دارای انحراف است. بر خلاف مدول و استحکام طولی، مدول و استحکام کششی عرضی در مقایسه با زمینه پلیمری مورد استفاده و نیز روابط ارائه شده، کاهش یافته اند. هر چند کاهش در استحکام کششی عرضی از نظر تئوری نیز پیش بینی می شود، اما کاهش مدول کششی عرضی حاکی از آغشتگی مذاب کم الیاف توسط زمینه، وجود نقص و چسبندگی نسبتا ضعیف الیاف به زمینه است. برای بررسی میزان آغشتگی کامپوزیت ها، از تصاویر میکروسکوپی نوری و الکترونی سطح مقطع کامپوزیت ها نیز استفاده شده که با نتایج گزارش شده از آزمون کشش منطبق است.

کلیدواژه ها:

چاپ سه بعدی الیاف پیوسته ، کامپوزیت گرمانرم ، خواص کششی طولی و عرضی ، آغشتگی.