بررسی اثر درصد پرشدگی و زاویه چاپ بر خواص حافظه شکلی PLA در فرآیند لایه نشانی مذاب و مقایسه با روش قالب‌گیری فشاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک، ساخت و تولید، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استاد دانشگاه تربیت مدرس

3 پسا دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 مهندسی مکانیک، ساخت و تولید ، دانشگاه تربیت مدرس؛ تهران ایران

چکیده

در این پژوهش اثر متغیرهای فرآیند در ساخت قطعات به روش چاپ ‌سه‌بعدی لایه‌نشانی مذاب (FDM) بر خواص حافظه شکلی PLA بررسی ‌شده است. فرآیند لایه‌نشانی مذاب به دلیل هزینه پایین و قابلیت بالای فرآیند در ساخت قطعات با هندسه‌های نسبتاً پیچیده، یکی از پرکاربردترین روش‌های تولید افزودنی است. ساخت مواد حافظه شکلی به روش چاپ سه‌بعدی را چاپ چهاربعدی می‌نامند. با استفاده از آزمون خمش سه نقطه‌ای، رفتار حافظه شکلی نمونه‌های چاپ‌شده با درصدهای پرشدگی 50 و 10۰ درصد و زاویه‌های چاپ صفر، 45± و 90 درجه، ارزیابی و اندازه‌گیری شده‌اند. به‌منظور بررسی اثر فرآیند چاپ ‌سه‌بعدی بر خواص حافظه شکلی، نمونه‌های مشابه با هندسه یکسان به روش قالب‌گیری فشاری تولید و مقایسه شده‌اند. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده میزان بازیابی نیرویی نمونه های با درصد پرشدگی 100 و 50 درصد به ترتیب برابر با 61.6 و 68.9 درصد بوده که این مقدار برای مورد مشابه تولید شده با روش قالب‌گیری فشاری برابر با 60.8 درصد بوده ‌است. همچنین بازیابی‌شکلی در قطعه ساخته شده با روش چاپ سه‌بعدی تا 86.3 درصد و در قطعه قالب‌گیری فشاری 95 درصد ثبت گردیده است. چگالی بالا و عدم وجود تخلخل قطعات تولیدی به روش قالب‌گیری فشاری، منجر به افزایش نیروی اولیه تغییر شکل موقت و متناسب با آن افزایش نیروی بازیابی می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Infill Percentage and Raster Angle in Fused Deposition Modeling (FDM) Process on Shape Memory Properties of Poly (lactic acid) and Comparison with Compression Molding

نویسندگان [English]

  • sara abidaryan 1
  • َََAmir Hossein Behravesh 2
  • mohsen barmouz 3
  • seyyed kaveh hedayati 4
1 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Professor/ Mechanical Engineering/ Manufacturing and Production Eng./Tarbiat Modares University
3 postdoc. mechanical engineering, tarbiat modares university, tehran , iran
4 mechanical engineering , tarbiat modares university, tehran, iran
چکیده [English]

In this study, the effect of processing parameters on the shape memory properties of 3D-printed PLA products, in the fused deposition modeling (FDM) method, was investigated. The FDM is one of the most widely used additive manufacturing methods due to its low cost and high process capability in fabricating components with complex geometries. Manufacture of shape-memory materials in a 3D printing process is also called 4D printing. Utilizing the three-point bending test, the shape memory behaviors of the printed specimens, with infill percentages of 50% and 100% and printing angles of 0, ±45, and 90 degrees, were measured. To evaluate and compare the effects of the 3D printing process parameters on the shape memory properties, similar specimens with the same geometry were produced using the compression molding process. According to the results, the force recovery of the samples with 100% and 50% fill percentages were 61.6% and 68.9%, respectively, compared to 60.8% for the counterpart samples produced via compression molding. Also, the shape recovery of the FDM process and the compression molding were recorded as 86.3% and 95%, respectively. Assumingly, the higher density and the lack of porosity of the samples produced via the compression molding process increased the initial programming force and the recovered force, accordingly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • fused deposition modeling
  • Shape memory
  • 4D Printing
  • Compression Molding
  • Polylactic Acid