بهینه سازی پارامترهای موثر بر الیاف خروجی دستگاه فیلامنت ساز ترموپلاستیک پلی لاکتیک اسید تقویت شده با الیاف پیوسته کربنی

روش لایه نشانی مذاب یا تهیه مواد به صورت ذوب شده یکی از روش های محبوب برای چاپ سه بعدی است. با توجه به چالش های موجود در تولید قطعات سه بعدی با استحکام مکانیکی بالا و کیفیت سطح مناسب، این تحقیق به بهینه سازی پارامترهای موثر بر الیاف خروجی دستگاه فیلامنت ساز جدیدی پرداخته است که توانایی تولید فیلامنت های کامپوزیتی تقویت شده را دارا می باشد. بهینه سازی فرآیند شامل بررسی پارامترهایی نظیر دمای ذوب پلیمر، سرعت جمع آوری فیلامنت، دمای حمام آب و سرعت آغشته سازی برای دستگاه فیلامنت ساز و تاثیر آن بر مقدار مقاومت برشی سطحی است که با استفاده از روش های آماری مانند طراحی آزمایش و تحلیل واریانس انجام شده است. نتایج نشان داد که تصاویر میکروسکوپ الکترونی آغشتگی یکنواخت الیاف و ماتریس را تایید کرد. همچنین نشان داده شد که لزوما افزایش دما سبب افزایش مقاومت برشی سطحی نمی شود و خطر تخریب حرارتی ماتریس وجود دارد. بعلاوه مذاب با ویسکوزیته پایین می تواند پایداری هندسی را مختل کند و مشخص شد که دمای بالای ۲۳۰ درجه سانتی گراد دمای بهینه برای آغشته سازی فیلامنت نیست. درنتیجه شرایط بهینه فرآیند تولید فیلامنت کامپوزیتی با الیاف کربن پیوسته و رزین پلی لاکتیک اسید شامل دمای ذوب ۱۹۰ درجه سانتی گراد، دمای حمام آب ۵۰ درجه سانتی گراد سرعت کشش ۲ دور در دقیقه و سرعت آغشته سازی ۱ دور در دقیقه به دست آمد.

کلیدواژه ها:

مواد مرکب ، اکسترودر ، مقاومت برشی سطحی ، سرعت جمع آوری فیلامنت ، سرعت آغشته سازی