اثر سرعت بالای پرینت سه بعدی بر استحکام کششی و بهره وری تولید نمونه های پلی لاکتیک اسید در ساخت رشته ذوبی

در سال های اخیر استفاده از فناوری ساخت افزایشی مبتنی بر رشته مذاب به دلیل سادگی، فرایند، هزینه ساخت پایین و قابلیت تولید قطعات پلیمری با هندسه های متنوع رشد قابل توجهی داشته است. با وجود این، مزایا کنترل کیفیت مکانیکی قطعات تولید شده همچنان به عنوان یک چالش اساسی مطرح است زیرا پارامترهای فرایندی می توانند به طور مستقیم بر پیوستگی بین لایه ای، یکپارچگی ساختاری و در نهایت بر خواص مکانیکی قطعات اثر بگذارند. یکی از مهم ترین این پارامترها سرعت پرینت است که در کارهای پیشین عمدتا در محدوده های معمول و کم بررسی شده و رفتار قطعات در سرعت های بسیار بالا کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر تاثیر دو سرعت بسیار متفاوت، شامل سرعت پایین ۵۰ میلی متر بر ثانیه و سرعت بسیار بالای ۵۰۰ میلی متر بر ثانیه بر خواص کششی، زمان تولید و استحکام کششی نرمال نمونه های پلیمری ساخته شده از ماده پلی لاکتیک اسید مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها مطابق استاندارد مربوطه طراحی و با استفاده از چاپگر سه بعدی تهیه شدند و آزمون کشش برای ارزیابی رفتار مکانیکی آنها انجام شد. همچنین زمان ساخت هر نمونه به طور دقیق ثبت گردید تا امکان محاسبه خواص نرمال شده بر اساس زمان تولید فراهم شود و یک شاخص ترکیبی از عملکرد مکانیکی و بهره وری تولید ارائه گردد. نتایج نشان داد که افزایش سرعت، پرینت زمان تولید را به طور چشمگیری کاهش داد و حدود ۷۰ درصد صرفه جویی زمانی ایجاد کرد. از سوی دیگر، استحکام کششی نمونه ها در سرعت بالاتر افزایش یافت که این موضوع به بهبود کیفیت اتصال بین لایه ای نسبت داده شد. افزون بر این استحکام کششی نرمال که معیار جامعی از عملکرد مکانیکی نسبت به زمان تولید است بیش از سه برابر در سرعت بسیار بالا افزایش یافت. این یافته نشان می دهد که انتخاب سرعت مناسب می تواند به طور همزمان بهره وری تولید و کارآیی مکانیکی قطعات را ارتقا دهد.

کلیدواژه ها:

ساخت رشته ذوبی ، سرعت ، پرینت زمان تولید ، استحکام کششی ، بهره وری تولید