بررسی تاثیر پارامترهای چاپ سه بعدی بر روی بازیابی شکلی خمشی در فرآیند چاپ چهاربعدی

چاپ چهاربعدی پدیده ای نوظهور و توسعه یافته از ساخت افزایشی است که با چاپ سه بعدی قطعات حافظه دارشکلی به دست می آید. با کنترل پذیر نمودن فرآیند چاپ چهاربعدی، قطعات چاپ شده می توانند بعد از اعمال محرک خارجی تغییر شکل مشخصی داشته باشند. در این پژوهش به کمک شبیه سازی عددی، رابطه بین پیش تنش اعمالی در فرآیند چاپ بر میزان بازیابی شکلی خمشی به دست آمد. سپس اثر پارامترهای ضخامت لایه، سرعت چاپ و قطر نازل در فرآیند لایه نشانی ذوبی بر میزان پیش تنش اعمالی در قطعات چاپ شده از جنس پلی لاکتیک اسید، بررسی شد. برای کاهش هزینه و زمان و همچنین بالا بردن اعتبار و دقت مدل تجربی، از طرح مرکب مرکزی که یکی از روش های سطح پاسخ در طراحی آزمایش است، استفاده شد. به کمک انجام ۱۷ آزمایش تجربی، مدلی بین پارامترهای بیان شده و میزان پیش تنش اعمالی در فرآیند چاپ سه بعدی به دست آمد. در ادامه کفایت مدل تجربی بررسی شده و همچنین R۲ و Adj R۲ مدل به ترتیب بالاتر از ۹۹/۰ و ۹۸/۰ به دست آمد که نشان دهنده دقت بالای آن است. مدل تجربی ارائه شده نشان داد که پارامترهای اندازه لایه، قطر نازل و سرعت چاپ، به ترتیب بیشترین اثر بر پیش تنش اعمالی را دارند. همچنین پیش تنش اعمالی در فرآیند چاپ چهاربعدی رابطه معکوس با ضخامت لایه ها و قطر نازل و رابطه مستقیم با سرعت چاپ دارد. به منظور صحت سنجی مدل تجربی، در شرایط بیشترین میزان بازیابی شکلی خمشی، شبیه سازی عددی و آزمایش تجربی انجام شد. نتایج نشان داد خطای رابطه بین پیش تنش اعمالی و میزان بازیابی شکلی، ۵/۱ درصد و مدل تجربی اثر پارامترهای چاپ بر روی میزان بازیابی شکلی کاملا منطبق شده است.

کلیدواژه ها:

۴D Printing ، Shape Memory Polymer ، FDM ، Response Surface Method ، Numerical Simulation. ، چاپ چهار بعدی ، پلیمرهای حافظه شکلی ، لایه نشانی ذوبی ، روش سطح پاسخ ، شبیه سازی عددی.