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

مقاله پیش رو به بررسی خواص مکانیکی نمونه های 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 می کند. فیلامنت پیش آغشته توسط یک خط تولید فیلامنت طراحی و تولید شده است. به منظور ساخت چاپگر سه بعدی با قابلیت چاپ کامپوزیت، یک چاپگر FDM به گونه ای تحت اصلاح قرار گرفت که توانایی چاپ کامپوزیت را داشته باشد. در نهایت بعد از ساخت چاپگر سه بعدی با قابلیت چاپ کامپوزیت، نمونه­ های مورد نیاز برای آزمون کشش و خمش سه نقطه چاپ شد و آزمون خواص مکانیکی طبق استانداردهای موجود بر روی آن­ ها صورت گرفت. خواص به دست آمده 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 ۵۴۰ و ۲۶۰ درصد رشد داشته است. بر اساس آزمون خمش سه نقطه، مدول و استحکام خمشی کامپوزیت چاپ شده به ترتیب ۱۴۰ و ۱۰۰ درصد نسبت به نمونه خالص پلیمری افزایش پیدا کرده است. مدت زمان ساخت نمونه کامپوزیت به وسیله چاپگر FDM در مقایسه با چاپ پلیمری اختلاف چندانی ندارد اما به دلیل وجود الیاف ممتد شیشه یا سایر الیاف تقویت کننده، 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.

کلیدواژه ها:

ساخت افزایشی ، مواد ترموپلاستیک ، چاپگر سه بعدی لایه نشانی تجمعی مذاب ، کامپوزیت الیاف ممتد