پس پردازش قطعات اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن چاپ سه‌بعدی با استفاده از ارتعاشات فراصوت

روش چاپ سه‌بعدی امکان تولید قطعات با هندسه پیچیده را در زمان کوتاه فراهم می‌کند. با این وجود قطعات تولیدی به‌دلیل ماهیت لایه‌ای آنها و وجود عیوبی مانند حفره‌ها و چسبندگی ضعیف بین لایه‌ای، خواص مکانیکی ضعیفی دارند. در این مقاله، استفاده از ارتعاشات فراصوت برای بهبود خواص مکانیکی قطعات پلیمری از جنس اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (abs)[i] مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه‌ها با هندسه استاندارد آزمون کشش با استفاده از چاپگر سه‌بعدی رومیزی از نوع مدل‌سازی رسوب ذوبی[ii] ساخته شدند. برای بررسی اثر ارتعاشات بر روی پارامترهای فرایند چاپ، ضخامت لایه‌های پرینت در بازه 0.15، 0.2 و0.30 میلی‌متر و میزان پر شدن 60، 80 و 100 درصد انتخاب شد. همچنین، تاثیر مدت زمان اعمال ارتعاشات فراصوت (در محدوده 1 الی 2 ثانیه) بر روی خواص کششی مورد مطالعه قرار گرفت. برای بررسی اثر پارامترهای مورد اشاره، طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ انجام پذیرفت. سپس آزمایش کشش تک محوری روی نمونه‌ها اجرا و با تحلیل واریانس داده‌ها بررسی شدند. نتایج نشان دادند که اعمال ارتعاشات فراصوت سبب بهبود قابل توجه در استحکام کششی قطعات پلیمری می‌شود که این اثرگذاری در ضخامت لایه کم، بیشتر است. همچنین، با افزایش مقدار درصد پرشدن، اثر ارتعاشات فراصوت بیشتر می‌شود که این می‌تواند ناشی از پیوند بهتر لایه‌های پرینت در اثر ارتعاشات فراصوت و کاهش میزان حفره‌ها در مقادیر پر شدن پایین باشد. از این‌رو، می‌توان انتظار داشت که با اعمال ارتعاشات فراصوت بر روی نمونه‌های حاصل از چاپ سه‌بعدی، از آنها در مدل‌های عملکردی مهندسی استفاده کرد.

ultrasonic treatment of 3d-printed acrylonitrile butadiene styrene

the 3d printing technology allows the production of parts with complex geometry quickly. however, the printed parts have poor mechanical properties due to the nature of their layers and the presence of defects such as cavities and poor adhesion between the layers. this paper investigates the use of ultrasonic vibrations to improve the mechanical properties of acrylonitrile-butadiene-styrene printed components. samples were fabricated with standard geometry of tensile test using a desktop 3d fdm printer. process parameters are layer thickness and infill. also, the time of ultrasonic imposing was selected as a variable parameter. the thickness of the print layers are 0.15, 0.2, and 0.30 mm, and the infill is 60, 80, and 100%. the design of the experiment was performed by the response level method. then the uniaxial tensile test was performed on the samples, and the data were analyzed by analysis of variance (anova). the results showed that the application of ultrasonic vibrations significantly improves the tensile strength of printed parts, which is greater in lower thickness. also, with increasing the infill, the effect of ultrasonic vibrations increases, which can be due to better bonding of the print layers due to ultrasonic vibrations and reducing the number of pores in the low infill values. therefore, it is found that by applying ultrasonic vibrations to the 3d printed samples, their mechanical properties were improved and could be used in performance evaluation.