لایه نشانی الیاف پیوسته شیشه بر روی سطح منحنی توسط دستگاه چاپگر سه بعدی بر اساس فن‌آوری لایه نشانی ذوبی

بهبود خواص مکانیکی قطعات چاپ‌شده توسط چاپگر سه‌بعدی بر اساس فن‌آوری لایه نشانی ذوبی، توسط الیاف پیوسته (کربن، شیشه و آرامید) مورد توجه بسیاری از محققین بوده است. با توجه به ذات فرآیندهای ساخت افزایشی که قطعه را به‌صورت لایه‌لایه تولید می‌کنند، در اکثر تحقیقات صورت گرفته الیاف پیوسته در یک سطح صاف لایه نشانی می‌شوند. در مواردی هم که الیاف بر روی سطوح منحنی لایه نشانی می‌شوند از ربات‌هایی با درجات آزادی بالا استفاده‌ شده است. در این پژوهش روشی برای لایه نشانی الیاف پیوسته شیشه بر روی سطح منحنی ارائه می‌گردد. این روش بر روی چاپگرهای ساده و ارزان‌قیمت پیاده‌سازی می‌شود. روش ارائه ‌شده مبتنی بر اصلاح جی‌کد، ایجاد یک محور دورانی برای نازل، به ‌کارگیری و استفاده از تکنیک‌های طراحی و ساخت به کمک رایانه است. در نهایت با اسکن سه‌بعدی قطعه چاپ‌ شده و مقایسه آن با مدل سه‌بعدی میزان انحراف و تلورانس فرم سطحی تعیین می‌گردد. نتایج تجربی حاصل، حاکی از کارایی روش ارائه ‌شده برای لایه نشانی الیاف پیوسته بر روی سطوح منحنی است. با سیستم ارائه ‌شده الیاف پیوسته با روش آغشته سازی هم‌زمان بر روی یک سطح که متشکل از مسیرهایی با درجه انحنای مختلف است لایه نشانی می‌شوند. نتایج حاصل از مقایسه نمونه اسکن شده با نمونه چاپ‌ شده نشان می‌دهد که حداکثر میزان انحراف حاصل‌ شده 0.1 میلی‌متر است. این میزان خطا با توجه به ماهیت انقباض و اعوجاج مواد پلیمری گرمانرم در فرآیندهای شکل‌دهی با توجه به استاندارد din 16901 قابل‌ قبول است.

deposition of continuous glass fibers on a curved surface by 3d printer based on fused filament fabrication technology

improving the mechanical properties of the 3d printed parts by a 3d printer based on fused filament fabrication by continuous fibers (carbon, glass, and aramid) has been the focus of many researchers. due to the nature of additive manufacturing processes that produce the parts layer by layer, in most of the research, continuous fibers are layered on a 2d surface. robots with high degrees of freedom have been used in cases where fibers are placed on curved surfaces. in this research, a method for deposition of the continuous glass fibers on a curved surface is presented. this method is implemented on a simple and cheap 3d printer. the presented method is based on modifying the g-code, creating a rotating axis for the nozzle, and applying and using computer-aided design and manufacturing techniques. finally, by 3d scanning of the printed sample and comparing it with the 3d model, the amount of deviation and tolerance of the surface form is determined. the obtained experimental results indicate the effectiveness of the presented method for the deposition of continuous fibers on curved surfaces. with the presented system, continuous fibers are deposited on a curved surface that consists of paths with different degrees of curvature, by simultaneous impregnation of fiber and polymer. comparing the scanned sample with the printed sample shows that the maximum deviation is 0.1 mm. this error is acceptable due to the nature of shrinkage and distortion of thermoplastic polymer materials in forming processes according to the din 16901 standard.