خواص آکوستیکی صفحات میکرو متخلخل زیست‌تخریب‌پذیر ساخته‌شده از کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف چوب‌پنبه به روش چاپ 3 بعدی

مقدمه: جاذب‌های پانل میکرو متخلخل (mpp) نویدبخش نسل بعدی جاذب‌های صوتی هستند چراکه از مزایای قابل‌توجهی نسبت به سایر جاذب‌های متخلخل برخوردارند. در این پژوهش به بررسی عملکرد صوتی جاذب‌های میکرو متخلخل ساخته‌شده از کامپوزیت زیست‌تخریب‌پذیر پلی لاکتیک اسید تقویت‌شده با الیاف طبیعی چوب‌پنبه (pla/corkwood) توسط فناوری چاپ 3 بعدی خواهیم پرداخت.روش کار: ابتدا مشخصات ابعادی پارامترهای موثر در عملکرد صوتی جاذب mpp تعیین شد و سپس کلیه نمونه‌ها به‌وسیله دستگاه پرینتر سه‌بعدی zortrax m200 و به روش مدل‌سازی ته‌نشینی لایه‌های مذاب (fdm) ساخته شدند. ضریب جذب برخورد نرمال نمونه‌ها با استفاده از لوله امپدانس آکوستیکی مطابق استاندارد iso 105342 در محدوده فرکانسی 64 تا 1600 هرتز اندازه‌گیری شد. در ادامه اثر 4 پارامتر هندسی شامل قطر حفرات، ضخامت صفحه، میزان تخلخل و اندازه فاصله هوایی بر روی ضریب جذب موردمطالعه قرار گرفت.یافته ها: بر اساس یافته‌های این پژوهش، بیشترین مقدار متوسط ضریب جذب صوتی (saca) مربوط به جاذب slmpp 12 با مقدار 0.28 است به‌طوری‌که در فرکانس 804 هرتز بالاترین جذب صوتی معادل 0.91 را دارد. یافته‌های مطالعه پارامتری نشان داد، با افزایش قطر حفرات مقادیر پیک جذب و متوسط ضریب جذب کاهش می‌یابد. افزایش ضخامت صفحه mpp باعث می‌شود پیک جذب به سمت محدوده فرکانس‌های پایین‌تر حرکت کند. کاهش میزان تخلخل باعث افزایش مقادیر پیک جذب و میانگین جذب صوتی می‌شود و فرکانس دارای بیشترین جذب نیز به سمت محدوده فرکانس‌های بالاتر حرکت می‌کند. همچنین فرکانس تشدید صوتی به عمق فاصله هوایی پشت صفحه بستگی دارد. تغییر در عمق فاصله هوایی از 30 میلی‌متر به 70 میلی‌متر فرکانس تشدید را بیش از 35 درصد کاهش داد.نتیجه گیری: ساخت جاذب‌های آکوستیکی پایدار با بهره‌گیری از فناوری چاپ 3 بعدی این امکان را به ما می‌دهد تا این‌گونه جاذب‌ها با کیفیت و سرعت بیشتر نسبت به ساخت با روش‌های سنتی مانند روش میکس و پرس حرارتی تولید شوند.

Acoustic properties of 3D printed bio-degradable micro-perforated panels made of Corkwood Fiber-Reinforced composites

Introduction: Micro perforated panel (MPP) absorbents promise the next generation of sound absorbers as they have significant advantages over other porous adsorbents. In this study, we will investigate the acoustic performance of MPP absorbents made of biodegradable polylactic acid composite reinforced with natural corkwood fibers (PLA/Corkwood) by 3D printing technology.Material and Methods: First, the effective dimensional characteristics of the parameters were determined, then, all of the samples were fabricated by the Zortrax M200 3DPrinter using the FDM method. The normal incidence sound absorption coefficient of the samples was measured using an acoustic impedance tube according to ISO 105342 in the frequency range of 64 to 1600 Hz. Then the effect of four geometric parameters, including hole diameter, panel thickness, perforation ratio, and air gap depth, on the absorption coefficient was studied.Results: The findings show that the SLMPP 12 absorbent has the highest average sound absorption coefficient (SACA) with a value of 0.28, so that at a frequency of 804 Hz it has the highest sound absorption equal to 0.91. The parametric study found that as the hole diameter increased, the values of peak adsorption and average absorption coefficient were decreased. Increasing the MPP thickness causes the absorption peak to move towards the lower frequency range. Decreasing the perforation ratio increases the peak absorption values and the average sound absorption, and the frequency with the highest absorption also moves towards the higher frequency range. The resonant frequency also depends on the depth of the air gap behind the screen. Changes in air gap depth from 30 mm to 70 mm reduced the resonant frequency by more than 35%.Conclusion: Using 3D printing technology, sustainable MPP can be fabricated with more quality and in less time than traditional methods such as mixing and heat pressing.