سامانه پرینت سه بعدی مستقیم(LDM) آلیاژها و نانوکامپوزیت های پلیمیری: طراحی، ساخت و نمونه سازی

اگرچه نانوکامپوزیت های پلیمری به عنوان یک حوزه بین رشته ای به سرعت جایگزین بسیاری از کامپوزیت های رایج تر می گردند، با این وجود مسئله نمونه سازی مقرون به صرف آنها در روش های ساخت پیشرفته با سهولت کنترل فرایند با روش های نزدیک به روش های صنعتی با مصرف مواد نانو و پلیمری که بعضا هزینه بر هستند هنوز یک چالش مهم علمی و اقتصادی است. نمونه سازی پرینت سه بعدی این نسل از مواد پیشرفته با سرعت چشمگیری رو به گسترش بوده درحالیکه یک چالش اساسی دستیابی سریع به نمونه های بالک با فرمولاسیون متعدد در سامانه های نانوکامپوزیتی به ویژه در علوم زیستی و مهندسی بافت است. موضوع این تحقیق، طراحی و ساخت سامانه پرینت سه بعدی مستقیم LDM با استفاده از سامانه تلفیق اکسترودر، کنترل عددی و نازل خروجی در روش لایه نشانی مستقیم مایع (یا رزین یا پلیمر مذاب) در تهیه نمونه های پلیمری آلیاژی دو یا چند مولفه پلمیری و یا نانوکامپوزیت های مشتق شده آنها با قابلیت ایجاد دیسپارسیون درجا توسط ایجاد نیروی برشی بر روی ترکیب مذاب است. اهمیت این روش، عدم نیاز به فیلامنت پرینت سه بعدی در ترکیبات و فرمولاسیون جدید مواد نانوکامپوزیتی زیستی و یا سازه ای بوده بطوریکه با حذف فیلامنت دستیابی به نمونه های پرینت شده با درصد ترکیبات مختلف سامانه های نانوکامپوزیتی تسریع یافته و یا اساس امکان پذیر می گردد. در ادامه با انجام آزمون های ساخت نمونه های پرینت شده با انتخاب پنجره فرایند مناسب، به صحت عملکرد سامانه طراحی و ساخته شده پرداخته شد. نتایج ترکیب موفقیت آمیز ترکیبات پلیمری پلی لاکتیک اسید (PLA) و پلی یورتان ترموپلاستیک (TPU) را نمایش داده و نشان داده شد افزایش مولفه PLA منجر به افزایش خواص استحکام خمشی و کششی و کاهش در خواص ضربه پذیری نمونه ها می گردد.

کلیدواژه ها:

پرینت سه بعدی مستقیم ، نانوکامپوزیت ، پلیمر ترموپلاستیک ، پلی لاکتیک اسید ، پلی یورتان ترموپلاستیک ، لایه نشانی