مطالعه تأثیر ضخامت‌لایه‌ها، دما و سرعت‌نازل بر خطای دایروی و زبری‌سطح حفره‌ها در قطعات تولید شده طی فرآیند لایه‌نشانی مذاب

Abstract

با توجه به نیاز روز افزون صنایع به نمونه‌سازی با بیشترین دقت و کمترین هزینه، به کارگیری فناوری نمونه‌سازی سریع به عنوان یک روش سریع و مدرن، جهت کاهش زمان بین طراحی تا تولید و عرضه محصول به بازار، مورد توجه قرار گرفته است. لایه‌نشانی مذاب، یکی از روش‌های منحصر به فرد و مرسوم در چاپگرهای سه بعدی و نمونه‌سازی سریع به‌شمار می‌رود، اما قطعات تولید شده به این روش معمولا از دقت ابعادی و هندسی مطلوبی برخوردار نیستند. خطای دایروی ایجاد شده طی این روش، یکی از مهمترین خطا‌های هندسی محسوب می‌شود. در این پژوهش به مطالعه تجربی تأثیر پارامترهای فرآیند، نظیر دمای و سرعت نازل و ضخامت لایه‌ها بر خطای دایروی و زبری سطح نمونه‌ها، طی فرآیند لایه‌نشانی مذاب پرداخته شده است. نمونه مورد مطالعه، یک کنج راست گوشه از جنس ABS است که دارای سه حفره در سه صفحه مختلف بوده و اندازه‌گیری خطای دایروی و زبری سطح، به ترتیب در سه جهت و سه صفحه مختلف آن انجام شده است. نتایج نشان داد که کمترین مقدار برای زبری سطح حفره‌ها در صفحهXY و به ازای دمای نازل 270 °C، سرعت نازل 30 mm/s و ضخامت لایه‌ 0.2 mm حاصل شده است. همچنین، کمترین مقدار برای خطای دایروی حفره‌ها در صفحهXY و به ازای دمای نازل 210 °C، سرعت نازل 30 mm/s و ضخامت لایه‌ 0.4 mm حاصل شد. طی بهینه‌سازی انجام شده به روش سطح پاسخ، مقدار بهینه شده توسط مدل، برای زبری‌سطح، 1.174 میکرومتر و برای خطای دایروی 0.114 میلی‌متر به‌دست آمد.