تحلیل آماری و بهینه سازی پارامترهای موثر بر مدول خمشی کامپوزیتهای زمینه پلیمری چاپ شده با استفاده از فناوری LDM

فناوری LDM (مدلسازی لایهنشانی مایع) برای تولید کامپوزیتهای زمینه پلیمری (PMC) استفاده میشود. در این فرآیند، مواد پلیمری آمیختهشده با میکروذرات تقویتکننده، به صورت گرانول وارد سیلندر پرینتر شده و در حالت مذاب بر روی بستر، چاپ میشوند. از سوی دیگر، کامپوزیتهای پایه پلیمری در صنایع هوافضا از جمله: بال و بدنه هواپیما، تیغه های هلیکوپتر، آنتنها و مخازن سوخت، کاربرد روزافزونی یافتهاند. از اینرو در این پژوهش، کامپوزیتهای پایه پلیمری از جنس پلی پروپیلن با افزودن میکروپودر مس، توسط این فناوری تولید شدند. بدین منظور، نمونه های کامپوزیتی منطبق بر هندسه نمونه آزمون خمش تحت تنظیمات مشخصی از متغیرهای ورودی (ضخامت لایه، اندازه میکروپودر و درصد وزنی میکروپودر) چاپ شدند و مدول خمشی آنها، محاسبه و استخراج گردید. نتایج حاصل از تحلیل واریانس مدول خمشی نشان داد که عبارت تعاملی حاصل ضرب ضخامت لایه و درصد وزنی میکروپودر و عبارت مستقل ضخامت لایه به ترتیب بیشترین تاثیر را بر پارامتر پاسخ دارند. همچنین، مدل رگرسیون با ضریب تغییرات ۷۹/۹۹ درصد به منظور پیشبینی مدول خمشی بر اساس عبارات مستقل و تعاملی از متغیرهای ورودی، ارائه شد. در ادامه، فرآیند بهینه سازی به منظور بیشینهسازی مدول خمشی بر اساس تابع مطلوبیت انجام شد و ترکیب بهینه متغیرهای ورودی با مقدار مطلوبیت ۱۰۰ درصد، استخراج گردید. مقادیر بهینه ضخامت لایه، اندازه میکروپودر و درصد وزنی میکروپودر به ترتیب مساوی ۲۴۰ میکرون، ۲۰ میکرون و ۲۰ درصد، تعیین شدند.