بررسی تجربی اثر پارامترهای چاپ بر استحکام بین رشته ای در یک تک لایه از جنس پلی لاکتیک اسید چاپ شده به روش لایه نشانی ذوبی

فرآیند لایه نشانی ذوبی یکی از پرکاربردترین روش های ساخت افزایشی است. در فرآیند لایه نشانی ذوبی هر لایه با قرارگیری رشته ها در کنار یکدیگر شکل می گیرد، با افزایش استحکام اتصال بین رشته ها و همچنین لایه ها می توان خواص مکانیکی قطعه چاپ شده را افزایش داد. لذا در این پژوهش در ابتدا رابطه بین دمای رشته لایه نشانی شده و پارامترهای چاپ به صورت تئوری بررسی می گردد. این امر سبب شناسایی و اثر هر پارامتر بر روی میزان افت دما در رشته لایه نشانی شده می شود. سپس اثر پارامترهای چاپ، شامل دمای نازل، عرض روزن رانی، ارتفاع لایه،سرعت چاپ و الگوی پر شدن، بر استحکام کششی یک تک لایه به منظور تعیین استحکام بین رشته ای بررسی می شود. نتایج تئوری بیان گر این امر است که زمانی که دمای نازل ۲۱۰ درجه سانتی گراد، عرض روزن رانی ۰.۸ میلی متر، ارتفاع لایه ۰.۳ میلی متر و سرعت چاپ ۸۰ میلی متر بر ثانیه است، حداقل افت دما به میزان ۳۸ درصد از ۲۱۰ به ۱۵۲ درجه سانتی گراد در رشته لایه نشانی شده اتفاق می افتد. همچنین پارامترهای ارتفاع لایه، سرعت چاپ، دمای نازل و عرض روزن رانی به ترتیب بیشترین اثر بر روی افت دما را دارند. حداکثر افت دما به میزان ۳۰۳ درصد از دمای ۲۱۰ به ۵۲ درجه سانتی گراد است. همچنین تحلیل واریانس نتایج حاصل از آزمون کشش نشان می دهد که اثر پارامترهای الگوی پر شدن، سرعت چاپ، عرض روزن رانی، ارتفاع لایه و دمای نازل به ترتیب برابر با ۸۲.۰۵، ۶.۴۱، ۵.۸۶، ۲.۸۴ و ۲.۸۴ درصد است. حداکثر استحکام کششی به مقدار ۷۲ مگاپاسکال برای نمونه ای که در آن دمای نازل، عرض روزن رانی، ارتفاع لایه، سرعت چاپ و الگوی پر شدن به ترتیب برابر با ۲۱۰ درجه سانتی گراد، ۰.۸ میلی متر، ۰.۳ میلی متر، ۸۰ میلی متر بر ثانیه و زیگزاگ است، حاصل گردید. حداکثر میزان افزایش استحکام کششی در تمام نمونه ها به میزان ۱۰۹ درصد یعنی از ۳۴.۵ به ۷۲ مگاپاسکال است. همچنین در نمونه هایی که در آن ها حداکثر استحکام بین رشته ای ایجادشده است، نمونه دچار گلویی شده و پارگی و جدایش بین رشته ای در نمونه ها دیده نمی شود.

کلیدواژه ها:

چاپ سه بعدی ، استحکام بین رشته ای ، ساخت افزایشی ، خواص مکانیکی ، تحلیل حرارتی