بررسی تجربی کیفیت و مدت زمان چاپ بدون تکیه گاه با دستگاه چاپگر FDM سه بعدی پنج درجه آزادی بر پایه مکانیزم موازی

مدل­سازی رسوب ذوبی (FDM) امروزه به عنوان پیشروترین روش ساخت افزایشی به جهت در دسترس بودن و داشتن قابلیت ساخت قطعات پیچیده و با استحکام نسبتا مناسب، کاربرد ویژه­ای پیدا کرده است. برای چاپ برخی از شکل­های پیچیده به ساختار تکیه­گاه نیاز است. ساختارهای تکیه­گاهی با استفاده از درجات آزادی حرکتی بیشتر از سه محور مثلا با پنج محور، قابل حذف می­باشند. برای نیل به این هدف، ساخت و تجهیز چاپگر پنج درجه آزادی با استفاده از ربات دلتا انجام و کنترلر مناسبی برای سازگاری با فرامین و دستورات متناسب با نرم­افزارهای متداول چاپگرهای سه­بعدی توسعه داده شده است. همچنین برای تولید جی­کد پنج­محور، از نرم­افزار زیمنس NX استفاده شده است. در چاپ یک قطعه نمونه، پارامترهایی مانند زمان، وزن و صافی سطح ماده مصرفی قطعات مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از اندازه­گیری صافی­سطح قطعه نمونه نشان داد که روش پنج­محور، بدلیل نظم موجود در لایه­ها، از زبری­سطح پائینتری به میزان حداقل ۱۰۰% برخوردار است. همچنین با برتری زمانی روش چاپ پنج­محور، سرعت چاپ برای یک نمونه منتخب، به ترتیب ۶۲% و ۱۹۰% نسبت به حالت سه­محور بدون تکیه­گاه و باتکیه­گاه بیشتر است. در خصوص ماده مصرفی نیز، بدلیل عدم استفاده از تکیه­گاه در روش پنج­محور، ۶۸% مواد کمتری مصرف می­شود. همچنین نتایج تست کشش روی قطعات نمونه چاپ شده برتری ۴% و ۱۱% روش چاپ پنج­محور را به ترتیب نسبت به روش سه­محور بدون تکیه­گاه و باتکیه­گاه نشان داد.

کلیدواژه ها:

چاپگر سه بعدی پنج درجه آزادی ، فرآیند FDM ، مکانیزم موازی ، نمونه سازی سریع ، زیمنسNX ، چاپ بدون تکیه گاه