انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران مهندسی ساخت و تولید ایران 2476-504X 12 10 2025 12 22 Optimization of friction stir additive manufacturing (FSAM) process parameters to improve Its mechanical properties and performance بهینه‌سازی پارامترهای فرایند ساخت افزایشی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای بهبود خواص مکانیکی و کارایی آن 69 85 243260 10.22034/ijme.2026.549788.2134 FA علی امامی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران 0000-0002-1958-6422 مجید الیاسی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران محمد جواد میرنیا دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران 0000-0003-1049-9565 مازیار رمضانی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فلیندرز، استرالیا 0000-0003-0400-4925 Journal Article 2025 09 28 <span>The Friction Stir Additive Manufacturing (FSAM) process is a solid-state method for layer-by-layer metal fabrication, in which metallic layers are joined using a rotating tool without complete melting, thereby avoiding defects associated with fusion-based methods such as porosity and solidification cracks. In this study, the optimization of FSAM parameters was investigated to improve the tensile strength of the joint between aluminum 1050 (lower sheet) and 3105 (upper sheet). Three key parameters</span><span dir="RTL"> </span><span>tool rotational speed, traverse speed, and tool geometry</span><span dir="RTL"> </span><span>were selected as influential variables. The experimental design was conducted based on the Taguchi method (L9), and data analysis was performed using the signal-to-noise (S/N) ratio in the “larger-is-better” mode. The results indicated that the optimal combination of parameters led to the maximum tensile strength of the specimens, and the effect of each parameter on joint quality was determined through main effects analysis. The maximum tensile stress observed was 164.11 MPa, and the experimental mean of the specimens was 151.14 ± 7.94 MPa. The analysis showed that traverse speed had the greatest influence on tensile strength, while rotational speed and tool geometry also played significant roles. This study demonstrates that optimal selection of FSAM parameters can effectively enhance the mechanical properties of fabricated components and provides scientific guidance for designing operational parameters.</span> <span dir="RTL" lang="AR-SA">فرایند تولید افزودنی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی</span><span> (</span><span>FSAM</span><span>) </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">یک روش حالت جامد برای ساخت لایه‌ای فلزات است که با استفاده از ابزار دوار، لایه‌های فلزی را بدون ذوب کامل به هم متصل می‌کند و در نتیجه از مشکلات روش‌های ذوبی مانند تخلخل و ترک انجمادی جلوگیری می‌کند</span><span>.</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> در این مطالعه، بهینه‌سازی پارامترهای</span><span lang="AR-SA"> </span><span>FSAM</span><span> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">برای بهبود استحکام کششی اتصال آلومینیوم 1050 (ورق پایینی) و 3105 (ورق بالایی) بررسی شد. سه پارامتر کلیدی شامل سرعت چرخشی ابزار، سرعت پیشروی، و هندسه ابزار به عنوان متغیرهای تاثیرگذار انتخاب شدند. طراحی آزمایش‌ها براساس روش تاگوچی</span><span lang="AR-SA"> </span><span>(L9)</span><span> </span><span dir="RTL"><span> </span><span lang="AR-SA">انجام و تحلیل داده‌ها با استفاده از نسبت سیگنال به نویز</span></span><span lang="AR-SA"> </span><span>S/N — </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">حالت بیشینه کردن</span><span lang="AR-SA"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">صورت گرفت</span><span>.</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> نتایج نشان داد که ترکیب بهینه پارامترها منجر به بیشینه شدن استحکام کششی نمونه‌ها شد و تاثیر هر پارامتر بر کیفیت اتصال با تحلیل اثرات اصلی مشخص گردید. بیشینه مقدار تنش کششی مشاهده‌شده </span><span>MPa</span><span dir="RTL" lang="AR-SA">164.11</span><span lang="AR-SA"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">بود و میانگین تجربی نمونه‌ها برابر </span><span lang="AR-SA"><span> </span></span><span>MPa</span><span dir="RTL" lang="AR-SA">151.14 </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">±</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> 7.94</span><span lang="AR-SA"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">ثبت شد. تحلیل</span><span lang="AR-SA"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">نشان داد که سرعت <span> </span>پیشروی بیشترین تاثیر را بر استحکام کششی دارد، در حالی که سرعت چرخشی و هندسه ابزار نیز نقش قابل توجهی ایفا می‌کنند</span><span>.</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> این مطالعه نشان می‌دهد که انتخاب بهینه پارامترهای </span><span>FSAM</span><span dir="RTL" lang="AR-SA"> می‌تواند به شکل موثری خواص مکانیکی قطعات تولیدشده را بهبود بخشد و راهنمایی علمی برای طراحی پارامترهای عملیاتی ارائه می‌کند.</span> https://www.iranjme.ir/article_243260_37edf21a354f71b6d7edc0b3780168ca.pdf