ارزیابی خواص حرارتی و ساختاری قطعات پلی‌لاکتیک اسید تولید شده به روش لایه نشانی مذاب

کاشتنی های پلی لاکتیک اسید به واسطه خواص زیست‌تخریب‌پذیری و مکانیکی مطلوب، گزینه مناسبی برای مهندسی بافت استخوان می باشند. در این مطالعه، پس از مطالعه خواص ساختاری و حرارتی پلیمر پلی لاکتیک اسید توسط آزمون های طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، آنالیز گرماسنجی افتراقی، آنالیز توزین حرارتی و آزمون پراش پرتوی ایکس، محدوده دمای مناسب پرینت سه بعدی به روش لایه نشانی مذاب تعیین شده و کاشتنی صلب پلی لاکتیک اسید (pla) به روش لایه نشانی مذاب (fdm) در سه دمای مختلف 200، 210 و 220 درجه سانتی‌گراد به شکل نمونه استاندارد آزمون کشش، ساخته شدند. نتایج آنالیز حرارتی و فازیابی توسط پراش پرتوی ایکس نشان داد که دمای انتقال شیشه ای (tg) این پلیمر ◦c 64 و دمای ذوب آن ◦c 170 بوده و ساختاری شبه بلوری دارد. نتایج توزین و آزمون کشش نشان داد که در این محدوده دمایی، با افزایش دمای پرینت، نمونه ها سنگین تر و از استحکام بالاتری برخوردار و تنش شکست قطعات بالاتر می باشد. همچنین برای بررسی بیشتر تاثیر دمای لایه نشانی مذاب، از سطح نمونه ها تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی sem گرفته شد، تصاویر میکروسکوپی نشان می دهد با افزایش دمای پرینت، پخش شدن ناهمگن مذاب و سطح نمونه خشن تر می باشد. نتایج نشان می دهد، دمای 210 درجه سانتی‌گراد دمای بهینه برای پرینت پلیمر پلی لاکتیک اسید (pla) می باشد.

Characterization of Thermal and Structural Properties of Poly Lactic Acid Parts Fabricated By Fused Depositing Modeling

Poly Lactic Acid implants are a good candidate for bone tissue engineering due to their favorable biodegradability and mechanical properties. In this study, after studying the structural and thermal properties of polymer by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential calorimetery analysis (DSC), thermal gravimetery analysis (TG) and Xray diffraction (XRD) tests, to determine the appropriate temperature range of 3D printing, rigid polylactic acid (PLA) implants were prepared by Fused Deposition Modeling FDM at three different temperatures of 200, 210 and 220 °C as standard tensile test specimens. The results of the tensile test showed that in this range, as the print temperature increased, the samples had higher strength and higher fracture stress. Also to further investigate the effect of the FDM temperature, scanning electron microscopy (SEM) images were taken from the surface of the printed samples. Microscopic images show that as the print temperature increases, the melt spray and diffusion are more severe and the sample surface is rough. The results show that 210 °C is the optimum temperature for PLA printing.