مطالعه‌ي رفتار مكانيكي نمونه‌هاي پليمري ABS توليد شده با فرآيند ساخت افزايشي با استفاده از همبستگي تصوير ديجيتال (DIC)

كارشناسي ارشد

مدل‌سازي ته‌‌‌نشيني گداخته (FDM) يكي از پركاربردترين تكنيك‌هاي چاپ سه بعدي است كه از پليمرها براي ساخت مدل‌، نمونه‌هاي اوليه و يا حتي محصولات نهايي استفاده مي‌شود. اين تكنولوژي با وجود مزايايي مانند توليد مقرون به صرفه در تيراژ پايين، ساخت هندسه‌‌هاي پيچيده و محصولات سفارشي هنوز محدوديت‌ها و كاستي‌هايي دارد كه مربوط به خصوصيات مكانيكي و دقت ابعادي پايين‌تر اين نمونه‌ها در مقايسه با روش‌هاي ساخت متداول پليمر مانند اكستروژن، تزريق و فشرده‌سازي است. بدون شك پارامترهاي ساخت در دستگاه FDM تعيين‌كننده خواص مكانيكي قطعات ساخته شده است. از اين رو در اين مطالعه، تأثير سه پارامتر چگالي پركننده (ID) (20، 50 و80 درصد)، ضخامت لايه (LT) (1/0، 2/0 و 3/0 ميلي‌متر)، زاويه رشته‌هاي ساخت (RA) (0، 45 و90 درجه) و تأثير متقابل آن‌ها بر روي خواص مكانيكي خمش، كشش و خزش در دماي محيط به وسيله طراحي آزمايش و آناليز واريانس بررسي شده است. براي انجام تست‌هاي كشش و خزش از تكنيك همبستگي تصوير ديجيتال (DIC) به منظور محاسبه دقيق‌تر جابه‌جايي و كرنش استفاده شده است. ماده مورد مطالعه، پليمر آكريلونيتريل بوتادين استايرن تقويتي (ABS plus) مي‌باشد. مطالعه بر روي پارامترها با استفاده از طراحي آزمايش و روش سطح پاسخ (RSM) بر اساس طرح مركب مركزي (CCD) انجام شده است كه به كمك معادله رگرسيون درجه دوم براي تمامي پاسخ‌ها، به تعيين ضرايب مدل و از روش آناليز واريانس به بررسي تأثير پارامترها بر پاسخ پرداخته و نهايتاً پارامترهاي بهينه براي هر كدام از خواص بدست مي‌آيند. آناليز واريانس نشان مي‌دهد پارامتر زاويه ساخت مهم‌ترين پارامتر براي هر سه پاسخ كشش، خمش و خزش مي‌باشد. مقادير پارامترهاي بهينه براي تست‌ كشش معادل 979/76ID= درصد، 209/0LT= ميلي‌متر و 033/2RA= درجه است، كه منجر به حداكثر استحكام نهايي و ازدياد طول مي‌شود. براي تست خمش 277/78ID= درصد، 295/0LT= ميلي‌متر و 599/1RA= درجه منجر به حداكثر استحكام خمشي و همچنين در تست خزش، پارامترهاي بهينه 97/65ID= درصد، 223/0LT= ميلي‌متر و 92/15RA= درجه منجر به حداقل مقدار انطباق خزش مي‌شود.

204738

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

رامين هاشمي