بررسی تاثیر پارامترهای چاپ سه‌بعدی بر روی بازیابی ‌شکلی خمشی در فرآیند چاپ چهاربعدی

Abstract

چاپ چهاربعدی پدیده‌ای نوظهور و توسعه‌یافته‌ از ساخت افزایشی است که با چاپ سه‌بعدی قطعات حافظه‌دارشکلی به‌ دست می‌آید. با کنترل‌پذیر نمودن فرآیند چاپ چهاربعدی، قطعات چاپ‌شده می‌توانند بعد از اعمال محرک خارجی تغییر شکل مشخصی داشته باشند. در این پژوهش به کمک شبیه‌سازی عددی، رابطه بین پیش‌تنش اعمالی در فرآیند چاپ بر میزان بازیابی‌شکلی خمشی به‌ دست آمد. سپس اثر پارامترهای ضخامت لایه، سرعت چاپ و قطر نازل در فرآیند لایه‌نشانی ذوبی بر میزان پیش‌تنش اعمالی در قطعات چاپ‌شده از جنس پلی‌لاکتیک اسید، بررسی شد. برای کاهش هزینه و زمان و همچنین بالا بردن اعتبار و دقت مدل تجربی، از طرح مرکب مرکزی که یکی از روش‌های سطح پاسخ در طراحی آزمایش است، استفاده شد. به کمک انجام 17 آزمایش تجربی، مدلی بین پارامترهای بیان‌شده و میزان پیش‌تنش اعمالی در فرآیند چاپ سه‌بعدی به‌‌دست آمد. در ادامه کفایت مدل‌تجربی بررسی‌شده و همچنین R2 و Adj R2 مدل به ترتیب بالاتر از 99/0 و 98/0 به‌‌دست آمد که نشان‌دهنده دقت بالای آن است. مدل‌تجربی ارائه‌شده نشان داد که پارامترهای اندازه‌‌لایه، قطر نازل و سرعت چاپ، به ترتیب بیشترین اثر بر پیش تنش اعمالی را دارند. همچنین پیش‌تنش اعمالی در فرآیند چاپ چهاربعدی رابطه معکوس با ضخامت لایه‌ها و قطر نازل و رابطه مستقیم با سرعت چاپ دارد. به‌منظور صحت‌سنجی مدل‌تجربی، در شرایط بیشترین میزان بازیابی‌شکلی خمشی، شبیه‌سازی عددی و آزمایش تجربی انجام شد. نتایج نشان داد خطای رابطه بین پیش‌تنش اعمالی و میزان بازیابی شکلی، 5/1 درصد و مدل‌تجربی اثر پارامترهای چاپ بر روی میزان بازیابی‌شکلی کاملاً منطبق شده است.