ارزیابی عملکرد خستگی خمشی دورانی و خزش در قطعات PLA طی فرآیند لایه‌نشانی مذاب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی - واحد تهران شمال

چکیده

امروزه با توجه به اهمیت کاهش زمان بین طراحی تا تولید محصول، استفاده از روش هایی نظیر لایه‌نشانی مذاب (FDM)، به عنوان جایگزین مناسبی در مقایسه با روش‌های تولید کاهشی به‌شمار می‌رود. پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA)، به عنوان یک پلیمر زیست سازگار در بسیاری از زمینه های مهندسی و پزشکی کاربرد دارد. بهبود قابلیت تحمل بارگذاری طولانی مدت در چنین محصولاتی یکی از معیارهای ضروری جهت اطمینان از عملکرد مناسب این قطعات می‌باشد. در این پژوهش، به منظور بررسی خواص خستگی و خزشی نمونه‌های ساخته شده از پلیمر پلی‌لاکتیک اسید طی روش لایه نشانی مذاب، به ارزیابی تأثیر پارامترهای ارتفاع لایه‌ها، ضخامت لایه‌ها، درصد پرشدگی و الگوی پرشدن بر رفتار خستگی و مقاومت خزشی نمونه‌ها پرداخته شد. همچنین به منظور بهره‌مندی از تحلیل آماری از روش سطح پاسخ استفاده گردیده است. آنالیز واریانس (ANOVA) نشان داد، درصد پرشدگی و ضخامت لایه بیشترین تأثیر را بر افزایش عمر خستگی و کاهش نرخ خزشی نمونه‌ها داشته است. نتایج نشان داد، لایه-نشانی به‌ازای ارتفاع لایه0.1 میلی‌متر، ضخامت لایه0.3 میلی‌متر، درصدپرشدگی 75% با استفاده از الگوی لانه زنبوری بالاترین عمرخستگی و مقاومت خزشی نمونه‌ها را در پی داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of rotary fatigue bending and creep performance in PLA components during fused deposition modeling

نویسنده [English]

  • Ehsan Shakouri
Islamic Azad University-Tehran North Branch
چکیده [English]

Today, due to the importance of reducing the time between design and production, the use of methods such as fused deposition modeling (FDM), is considered as a good alternative compared to reduction production methods. Poly lactic acid (PLA) is used as a biocompatible polymer in many engineering and medical fields. Improving the long-term load bearing capacity of such products is one of the essential criteria to ensure the proper performance of these components. In this study, in order to improve the fatigue life and creep resistance of samples made of poly lactic acid polymer during the fused deposition modeling, to evaluate the effect of layer height, layer thickness, infill percentage and infill pattern on fatigue behavior. And creep resistance of the samples was investigated. Also, in order to benefit from statistical analysis, the response surface methodology has been used. Analysis of variance (ANOVA) showed that the percentage of filling and layer thickness had the greatest effect on increasing the fatigue life and reducing the creep rate of the samples. The results showed that layering based on layer height of 0.1 mm, layer thickness of 0.3 mm, infill percentage of 75% using honeycomb pattern had the highest fatigue life and creep resistance of the samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fused deposition modeling (FDM)
  • PLA
  • Rotary fatigue bending
  • Creep