بررسی اثر پس پردازش و بهینه سازی توپولوژی بر رفتار فشاری قطعات PLA+ چاپ شده به روش FFF

فناوری ساخت افزایشی به ویژه فرایند ساخت با فیلامنت مذاب (FFF) به دلیل انعطاف پذیری طراحی و هزینه نسبتا پایین به طور گسترده در تولید قطعات پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ضعف چسبندگی بین لایه ای و وجود تخلخل موجب کاهش خواص مکانیکی قطعات تولید شده با این روش می شود. در این پژوهش اثر بهینه سازی توپولوژی به همراه فرایندهای پس پردازش شامل عملیات حرارتی آنیلینگ و پوشش دهی رزینی بر رفتار فشاری قطعات PLA چاپ شده به روش FFF مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها پس از طراحی و بهینه سازی توپولوژی چاپ شده و تحت شرایط مختلف عملیات حرارتی و پوشش دهی رزین قرار گرفتند. به منظور تحلیل تاثیر پارامترهای فرایند از طراحی آزمایش استفاده و آزمون فشار مطابق استاندارد ASTM D۶۹۵ انجام شد. نتایج نشان داد که دما و زمان عملیات حرارتی نقش تعیین کننده ای در حداکثر بار فشاری نمونه ها دارند به گونه ای که افزایش بیش از حد این پارامترها منجر به تخریب ساختار پلیمری و افت خواص مکانیکی می شود. همچنین پوشش دهی رزینی با وجود تاثیر کمتر نسبت به آنیلینگ باعث بهبود استحکام و افزایش کرنش شکست شد. در مجموع با انتخاب شرایط بهینه پس پردازش حداکثر بار فشاری نمونه های بهینه شده تا حدود ۳۴ درصد افزایش یافت که نشان دهنده کارایی همزمان بهینه سازی توپولوژی و فرایندهای پس پردازش در بهبود عملکرد مکانیکی قطعات چاپ سه بعدی است.

کلیدواژه ها:

ساخت افزایشی ، بهینه سازی توپولوژی ، عملیات حرارتی ، پوشش دهی رزین