تاثیر چسبندگی بین لایه‌ای در پیش‌بینی شکست خستگی قطعات ساخته‌شده با پرینت سه‌بعدی

امروزه استفاده از تولید افزودنی یا به عبارتی پرینت سه بعدی در صنایع مختلف ازجمله حوزه پزشکی رشد چشم‌گیری داشته است که از به روز ترین کاربرد های آن در این حوزه تولید ایمپلنت های بین مهره ای است. نظر به تاثیر بسیار زیاد چسبندگی بین لایه‌ای در عمر نهایی قطعات ساخته‌ شده به روش پرینت سه‌بعدی، در این مطالعه، با استفاده از تحلیل اجزا محدود برای پیش‌بینی شکست خستگی در ایمپلنت مهره پایین کمر ساخته ‌شده توسط پرینتر سه‌بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا با استفاده از روش لایه نشانی ذوبی، چندین نمونه قطعات استاندارد آزمون کشش و مهره پایین کمر ساخته ‌شده است و آزمایش‌های استحکام مکانیکی انجام می‌گردد. ماده مورد استفاده شده جهت انجام این تحقیق، ماده اولیه پلی لاکتیک اسید است که با این ماده در دو راستای افقی و عمودی قطعات نمونه استاندارد کشش و خستگی با مشخصات ضخامت لایه 0/3 میلی‌متر، قطر نازل 0/4 میلی‌متر ، زاویه پرینت 45-/45 و سرعت ساخت 20 میلی ‌متر بر ثانیه پرینت شده‌اند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که راستای پرینت قطعات بسیار در عمر خستگی قطعات موثر بوده و مدل اجزای محدود مورد استفاده با دقت قابل قبولی عمر خستگی قطعات را پیش‌بینی می‌کند.

the effect of interlayer adhesion in predicting fatigue failure of 3d printed parts

today, the use of additive manufacturing has grown significantly in various industries, including the medical field, and one of its most recent applications in this field is the production of lumbar fusion cage implants. considering the high impact of interlayer adhesion on the final life of parts made by 3d printing method, in this study, using finite element analysis to predict fatigue failure in lower back vertebra implants made by 3d printing has been studied. in this regard, using the fused deposition modeling (fdm) method, several samples of standard tensile test parts and lower back vertebrae have been made, and mechanical strength tests have been performed. the material used to carry out this research is polylactic acid, with this material, in both horizontal and vertical directions, the standard tensile and fatigue samples with the characteristics of layer thickness of 0.3 mm, nozzle diameter of 0.4 mm, print angle 45/45 and the production speed of 20 mm/s have been printed. the obtained results show that the printing alignment of the parts is very effective in the fatigue life of the parts and the finite element model predicts the fatigue life of the parts with acceptable accuracy.