بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند چاپ سه‌بعدی FDM بر رفتار تغییرشکل ساختارهای چهاربعدی ساخته شده با پلی‌لاکتیک اسید

Abstract

چاپ چهاربعدی، یک شاخه‌ی نسبتا نوظهور است که از چاپ سه‌بعدی سرچشمه گرفته است. لایه نشانی مذاب (FDM)، به عنوان یکی از مرسوم‌ترین فرایندهای چاپ سه‌بعدی، به تازگی توجه بسیاری از محققین را در حوزه چاپ چهاربعدی به خود جلب کرده است. هرچند، بسیاری از جنبه‌های چاپ چهاربعدی با استفاده از فرایند لایه‌نشانی مذاب هنوز به خوبی درک و مطالعه نشده است. در این مقاله تاثیر پارامترهای مختلف فرایند شامل پارامترهای فعالسازی، چاپ و مواد بر روی انحنای نمونه‌های دولایه خودخم‌شونده مطالعه شده است. تمامی نمونه‌ها با استفاده از سه فیلامنت پلی لاکتیک اسید (PLA) متفاوت چاپ شده‌اند. مشاهده شد که زمان و دمای فعالسازی، و همچنین سرعت چاپ تاثیر به سزایی بر انحنا دارند. به‌علاوه، رفتار تغییرشکل نمونه‌ها تا حد زیادی متاثر از نوع فیلامنت استفاده شده بود. مشخصه‌یابی مواد فیلامنت‌ها تفاوت معناداری در خواص مکانیکی نشان نداد، اما این تفاوت در خواص حرارتی و حرارتی-مکانیکی سه نوع فیلامنت مشاهده شد. باتوجه به نتایجی که از آزمایش‌های گرماسنجی روبشی افتراقی و تحلیل مکانیکی دینامیکی به دست آمد، این تفاوت‌ها ناشی از مقدار و نوع افزودنی‌های موجود در هر نوع فیلامنت است. نتایج پژوهش حاضر کاربردهای مهمی در طراحی فرایندهای چاپ چهاربعدی با استفاده از چاپگرهای سه بعدی لایه نشانی مذاب دارد.