تأثیر تراکم پرشدن و الگوی چاپ بر روی خواص خمشی قطعات کامپوزیتی پلی لاکتیک اسید/الیاف کوتاه کربن تولید شده به روش چاپ سه‌بعدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین ع، تهران، ایران.

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه جامع امام حسین ع، تهران، ایران

چکیده

مدل‌سازی با رسوب مذاب یکی از روش‌های پیشرفته ساخت افزایشی است که امکان تولید قطعات پیچیده هندسی از مواد ترموپلاستیک را فراهم می‌کند. استفاده از فرآیند مدل‌سازی با رسوب مذاب در تولید قطعات کامپوزیتی، زمان چرخه تولید را کوتاه کرده و هزینه‌های ساخت را کاهش می‌دهد. از آنجا که خواص قطعات تولید شده به کمک مدل‌سازی با رسوب مذاب به‌طور مشخص به پارامترهای فرآیند وابسته است، مطالعه و بررسی پارامترهای فرآیند و اثرات متفاوت آن‌ها بر خواص قطعات ساخته شده از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در پژوهش حاضر اثر پارامترهای تراکم پرشدن و الگوی چاپ بر روی خواص خمشی، نسبت استحکام خمشی به وزن و نسبت استحکام خمشی به زمان قطعات تولید شده به کمک مدل‌سازی با رسوب مذاب مورد مطالعه قرار گرفته است. ماده‌ی مورد بررسی در این مطالعه کامپوزیت پلی‌لاکتیک اسید تقویت شده با الیاف کوتاه کربن است. نتایج نشان داد که تراکم پرشدن نسبت به الگوی چاپ اثرگذاری بیشتری بر روی استحکام خمشی، وزن و زمان ساخت قطعات دارد. این در حالی است که با در نظر گرفتن نسبت استحکام خمشی به وزن که مؤلفه‌ی مهم‌تری در ساخت قطعات کامپوزیتی است به عنوان خروجی مطلوب، الگوی چاپ نقش مهم‌تری را نسبت به تراکم پرشدن ایفاء می‌نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Influence of infill density and printing pattern on flexural properties of 3D printed short carbon fiber PLA composite

نویسندگان [English]

  • Seyyed Mohsen Mousavi Kani 1
  • Milad Sadegh Yazdi 2
  • Mohammad Hadi Hosseinzadeh 1
1 Department of Mechanical Engineering, Imam Hossein University, Tehran, Iran.
2 Department of Mechanical Engineering, Imam Hossein University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Fused Deposition Modeling (FDM) is one of the advanced Additive Manufacturing (AM) techniques that enables the production of complex geometric components from thermoplastic materials. The use of the FDM process in the production of composite parts reduces the production cycle time and manufacturing costs. Since the properties of components fabricated by this method depend on the process parameters, investigating of process parameters and their various effects on the properties of manufactured parts are so necessary. In the present study, the effect of two process parameters including printing pattern and infill density on flexural properties, flexural strength-to-weight, and flexural strength-to-time ratios of FDM fabricated parts have been studied. The investigation is carried out on carbon fiber reinforced Polylactic acid (SCF/PLA) composite. The results indicated that the infill density compared to the printing pattern had a more significant effect on the flexural strength, weight, and build time of fabricated parts. However, considering the flexural strength-to-weight ratio, which is an important factor in the production of the composite parts as a desirable output, the printing pattern plays a more important role than the infill density.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 3D Printing
  • FDM
  • PLA
  • short carbon fiber composite