روشی نوین برای اندازه گیری همزمان خواص کشسانی و ضرایب تضعیف پلیمرهای ABS با بهره گیری از پراکندگی فراصوتی

در این مقاله، یک روش نوآورانه و غیرمخرب برای ارزیابی همزمان خواص کشسانی و ضرایب تضعیف رشته های پلیمری به کاررفته در فرایند ساخت افزایشی FDM معرفی شده است. این روش مبتنی بر نظریه پراکندگی امواج صوتی است که در آن رشته های پلیمری در آب غوطه ور شده و تحت تاثیر امواج صوتی قرار می گیرند. امواج پراکنده شده اطلاعات دقیقی درباره خواص کشسانی و ضرایب تضعیف این رشته ها فراهم می کنند. استخراج این اطلاعات با استفاده از یک روش معکوس انجام می شود که فرکانس های تشدید سیگنال های پراکنده را با پیش بینی های مدل نظری مقایسه می کند. تحلیل داده ها با بهره گیری از تکنیک های دیکانولوشن و الگوریتم ژنتیک، امکان اندازه گیری دقیق سرعت های طولی و عرضی، چگالی، و ضرایب تضعیف طولی و عرضی را تنها در یک آزمایش فراهم می سازد. نتایج حاکی از آن است که برای رشته های ABS مورداستفاده در این مقاله سرعت های طولی و عرضی به ترتیب ۲۲۸۰ و ۹۵۶ متربرثانیه و ضرایب تضعیف امواج طولی و عرضی به ترتیب برابر با ۰۱۲ka/۰ و ۰۲۴ka/۰ نپر و و چگالی ۱۰۰۶ کیلوگرم برمترمکعب است. این نتایج با آزمون های فراصوتی بازتابی بر روی میله های ABS با قطر ۲۵ میلی متر مقایسه و دقت اندازه گیری ها تایید شد، به طوری که سرعت های طولی و عرضی به ترتیب با خطای کمتر از ۵/۲ و ۱۳ درصد و چگالی با خطای ۲/۰ درصد اندازه گیری شده است. همچنین، خطای ضرایب تضعیف امواج طولی در فرکانس ۵/۰ مگاهرتز حدود ۶ درصد و خطای ضرایب تضعیف امواج عرضی در فرکانس ۵ مگاهرتز حدود ۱۲ درصد است. این پژوهش نشان می دهد که روش پیشنهادی نه تنها به صورت دقیق سرعت های طولی و عرضی، چگالی و ضرایب تضعیف پلیمرها را اندازه گیری می کند، بلکه می تواند درک عمیق تری از رفتار پلیمرهای مورد استفاده در ساخت افزایشی فراهم کند.

کلیدواژه ها:

سرعت موج ، ضریب تضعیف ماده پلیمری ، پراکندگی آکوستیک ، روش معکوس ، آزمون غیرمخرب فراصوتی