بررسی عوامل تاثیرگذار بر استحکام قطعات ساخته ‌‌شده توسط چاپگرهای سه ‌بعدی fff

ساخت افزودنی مبتنی بر اکستروژن یک روش تولید نوظهور است که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته و اساس کار چاپگرهای سه ‌بعدی fff است. در این روش، پلیمر ذوب‌ شده از طریق یک نازل به ‌صورت لایه به لایه روی هم قرار می‌گیرد تا یک جسم سه‌ بعدی ایجاد شود. به دلیل انجماد سریع لایه‌ها ممکن است فضاها و حفره‌هایی بین لایه‌ها ایجاد شود که این فضاهای خالی منجر به کاهش خواص مکانیکی از جمله استحکام قطعات می‌شوند. از آن‌جا که پیش‌ بینی و بهبود خواص مکانیکی از چالش‌های این روش تولید است، هدف از این مطالعه، بررسی عوامل موثر بر استحکام قطعات تولید شده توسط fff است. از جمله عوامل تاثیرگذار می‌توان به دمای نازل، درصد پرشدن، راستای نمونه، زاویه رسوب‌گذاری رشته‌ها، ضخامت لایه و قطر نازل اشاره کرد. طبق نتایج پژوهش‌های پیشین می‌توان گفت که افزایش دمای نازل، درصد پرشدن و قطر نازل و کاهش ضخامت لایه منجر به افزایش سطح تماس رشته‌های ذوب ‌شده و همچنین کاهش فضاهای خالی بین رشته‌ها می‌شود و بدین ترتیب استحکام قطعات تولید شده بهبود می‌یابد. هم‌ چنین، استفاده از زاویه رسوب‌ گذاری هم‌ جهت با محور کشش می‌تواند تا حد زیادی استحکام قطعات را افزایش دهد.

Investigating the factors affecting the strength ofparts produced by FFF 3D printers

Nowadays, extrusion-based additive manufacturing is an emerging manufacturing method that is receiving much attention and is the basis of FFF 3D printers. In this method, molten polymer is deposited layer by layer through a nozzle to create a three-dimensional object. Due to the rapid freezing of the layers, small gap and cavities may be created between the layers and lead to a decrease in the mechanical properties, including the strength of the parts. Since predicting and improving the mechanical properties is one of the challenges of this production method, the purpose of this study is to investigate the factors affecting the strength of parts produced by FFF. Investigation of the previous studies shows that the influencing factors are the nozzle temperature, filling percentage, sample alignment, filament deposition angle, layer thickness and nozzle diameter. Furthermore, it is concluded that increasing the nozzle temperature, filling percentage, and nozzle diameter and decreasing the layer thickness improve the strength of the produced parts. This is due to an increase in the contact surface of the deposited filaments as well as a decrease in the empty gaps between them. Also, considering the deposition angle in the tension axis of the part can greatly increase its strength.