به گزارش ثریا پریسا صادقی و نیلوفر عزتی از پایان‌نامه خود تحت عنوان مطالعه تجربی تاثیر پارامترهای مختلف ساخت بر خواص کششی نمونه های PLA پرینت شده به روش مدلسازی رسوب ذوب شده و بهینه سازی آنها به راهنمایی دکتر محمد حیدری رارانی و داوری دکتر فرهاد حاجی ابوطالبی با کسب نمره عالی دفاع کردند.
مدلسازی رسوب ذوب‌شده (FDM) یکی از روش‌های رایج چاپ سه‌بعدی قطعات پلیمری است که به دلیل توانایی در ساخت قطعات پیچیده کاربردی استفاده از آن در حوزه‌های مختلف صنعتی در حال گسترش است. خواص مکانیکی قطعات تولید شده با این روش به شدت به انتخاب صحیح پارامترهای چاپ بستگی دارد.
در این تحقیق، ابتدا اثر سه پارامتر مهم ساخت از قبیل چگالی پرشدن شبکه‌ی داخلی، سرعت چاپ و ضخامت لایه‌ها بر خواص کششی نمونه‌های پلی‌لاکتیک اسید (PLA) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه‌های استاندارد با چهار چگالی شبکه داخلی ۲۰، ۴۰، ۶۰ و ۸۰ درصد، دو سرعت پرینت mm/s ۲۰ و mm/s ۴۰ و دو ضخامت لایه mm ۱/۰ و mm ۲/۰ چاپ شده و تحت آزمون کشش شبه‌استاتیک قرار گرفتند.
نتایج تجربی نشان می‌دهند چگالی پرشدن شبکه داخلی نسبت به دو پارامتر دیگر تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر روی مشخصه‌های مکانیکی مانند مدول الاستیسیته، استحکام نهایی و کرنش شکست دارد. طبق این نتایج، با افزایش چگالی پرشدن شبکه داخلی سفتی و استحکام قطعات به طور چشم‌گیری افزایش می‌یابد. در چگالی ۸۰ درصد، قطعه بالاترین سفتی و استحکام را دارد اما رفتار تردتری از خود نشان می‌دهد. همچنین مشاهده شد که کاهش سرعت چاپ باعث افزایش خواص مکانیکی می‌شود. نتایج این تحقیق نشان داد که کاهش ضخامت لایه اگرچه سفتی را به میزان کمی افزایش می‌دهد اما به شدت باعث ترد شدن قطعه می‌شود.
به منظور بهینه کردن پارامترهای ساخت با هدف افزایش خواص مکانیکی شامل سفتی ویژه (نسبت مدول الاستیسیته به وزن)، استحکام ویژه (نسبت استحکام نهایی به وزن) و کرنش شکست، از روش طراحی آزمایش تاگوچی در نرم‌افزار مینی‌تب استفاده شده است. با استفاده از آرایه ۸ L روش تاگوچی تعداد آزمایش‌ها از ۱۶ آزمایش به ۸ آزمایش کاهش یافت. در تحلیل نتایج با استفاده از معیار نسبت سیگنال به اغتشاشات، مشاهده می‌شود که بهترین نمونه برای پارامتر سفتی ویژه و استحکام ویژه دارای شرایط چگالی پرشدن شبکه % ۸۰، سرعت پرینت mm/s ۴۰ و ضخامت لایه mm ۱/۰ است. برای کرنش شکست نمونه بهینه دارای شرایط چگالی پرشدن شبکه داخلی % ۸۰، سرعت پرینت mm/s ۴۰ و ضخامت لایه mm ۲/۰ است.
منبع: دانشگاه اصفهان