بررسی تجربی اثر آنیل کردن و پارامترهای چاپ بر استحکام و مدول فشاری ساختارهای متخلخل چاپ سه بعدی شده با تخلخلهای به هم پیوسته از جنس پلی لاکتیک اسید به روش لایه نشانی ذوبی

با ظهور و گسترش فرآیندهای ساخت افزایشی، به ویژه فرآیند لایه نشانی ذوبی، تحقیقات وسیعی در مورد این فرآیندها صورت پذیرفته است. یکی از حوزه های تحقیقاتی مهم مربوط به استحکام بخشی به قطعات چاپ شده به روش لایه نشانی ذوبی است. این فرآیند امکان تولید ساختارهای پیچیده و شخصی سازی قطعات را امکان پذیر می سازد. از طرفی ماده پلی لاکتیک اسید یکی از اصلی ترین مواد مورد استفاده در این فرایند است که به دلیل خواص زیست­سازگاری و زیست تخریب پذیری، بیشتر از سایر مواد مورد توجه قرارگرفته است. در این پژوهش، اثر عملیات حرارتی آنیل کردن بر استحکام و مدول فشاری نمونه های متخلخل با رویکرد استفاده در مهندسی بافت به عنوان جایگزین بافت استخوانی، مورد بررسی قرارگرفته است. نمونه ها با الگوی لرزشی، شبکه ای و لانه زنبوری و با درصدهای پر شدن ۴۰، ۷۰ و ۱۰۰ چاپ سه بعدی می شوند. علاوه بر این اثر دو پارامتر عرض روزن رانی و ارتفاع لایه ها نیز مورد بررسی قرارگرفته است. به منظور ایجاد ساختارهای متخلخل با تخلخل های به هم پیوسته، الگوی پر شدن در هر لایه به میزان مشخص دوران کرده و این امر سبب معرفی ساختارهای متخلخل جدیدی می شود که این ساختارها می توانند کاربردهای وسیعی مانند به کارگیری به عنوان داربست در مهندسی بافت، داشته باشند. بعد از ارزیابی خواص مکانیکی فشاری نمونه ها، نمونه های مشابه عملیات حرارتی شده و سپس خواص مکانیکی فشاری آن ها نیز ارزیابی گردید. نتایج حاصل شده نشان می دهد که حداکثر استحکام و مدول فشاری در نمونه با عرض روزن رانی ۶/۰ میلی متر، ارتفاع لایه ۲۵/۰ میلی متر، الگوی پر شدن لرزشی و درصد پر شدن ۱۰۰ اتفاق می افتد. مقادیر استحکام و مدول فشاری برای نمونه عملیات حرارتی نشده به ترتیب برابر با ۵۱/۸۴ مگاپاسکال و ۲۸/۲ گیگاپاسکال و برای نمونه عملیات حرارتی شده به ترتیب برابر با ۴۴/۱۰۵ مگاپاسکال و ۲۹/۲ گیگاپاسکال است.

کلیدواژه ها:

Additive Manufacturing ، ۳D Printer ، Heat Treatment ، Compressive Strength and Modulus ، Printing Parameters ، ساخت افزایشی ، چاپگر سه بعدی ، عملیات حرارتی ، استحکام و مدول فشاری ، پارامترهای چاپ