بررسی خواص مکانیکی و حرارتی نمونه‌های تقویت‌شده با سیم فلزی پیوسته در فرآیند لایه نشانی مذاب به‌منظور عامل تحریک حافظ شکلی

در این پژوهش ساخت نمونه‌های تقویت‌شده با سیم فلزی به‌عنوان جزء پیوسته تقویت‌کننده و همچنین محرک حافظ شکلی، در فرآیند ساخت افزایشی لایه نشانی مذاب (fdm) چاپ شد. مواد حافظ شکلی زیر‌مجموعه‌ی مهمی از مواد هوشمند هستند که  شکل اصلی خود را به خاطر سپرده و پس از اعمال تغییر شکل در پاسخ به یک محرک خاص مانند گرما، مغناطیس، الکتریسیته، رطوبت و غیره، شکل اصلی خورد را بازیابی می‌کنند. محرک‌های مواد حافظ شکلی به دو‌دسته کلی مستقیم و غیر‌مستقیم دسته‌بندی می‌شوند. تحریک مستقیم این مواد جهت بازیابی شکلی در برخی موارد ممکن نبوده و معرفی راهکارهایی جهت افزودن قابلیت تحریک غیر‌مستقیم به این مواد می‌تواند دامنه کاربرد این مواد را افزایش دهد. در این پژوهش سیم فلزی کروم-نیکل به‌‌عنوان عامل تقویت‌کننده جهت بهبود خواص مکانیکی و همچنین افزودن قابلیت تحریک غیر‌مستقیم مواد با اعمال اختلاف‌پتانسیل با استفاده از روش آغشته سازی هم‌زمان در فرآیند fdm استفاده‌شده است. افزودن الیاف پیوسته به روش آغشته‌ سازی همزمان در حین چاپ قطعات، افزایش چشم‌گیر خواص مکانیکی نمونه‌های پلیمری را به همراه دارد. مطابق نتایج به‌دست‌آمده برای سیم فلزی با قطر 0/15 میلی‌متری مقدار افزایش استحکام کششی برای نمونه‌های 5 و 10 درصدی به ترتیب برابر با 63 و 134 درصد بوده است. مقدار افزایش استحکام خمشی برای نمونه‌های تقویت‌شده با 5 و 10 درصد سیم فلزی به ترتیب برابر با 10 و 105 درصد بوده است.

investigation of mechanical and thermal properties of continuous metal wire reinforced samples in fused deposition modeling for shape memory stimulus

in this study, samples reinforced with continuous metal wire as both a reinforcing component and a shape memory actuator were printed via the fused deposition modeling (fdm) additive manufacturing method. shape memory materials are a significant subset of smart materials that can recover their original shape in response to a specific stimulus such as heat, magnetism, electricity, moisture, etc. the stimuli for shape memory materials are generally classified into two main categories: direct and indirect. in some cases, direct stimulation may not be possible for shape recovery, and introducing solutions for adding indirect stimulation capability to these materials can expand their application range. in this study, the chromium-nickel metal wire was used as a reinforcing agent to improve the mechanical properties and introduce indirect stimulation capability to the materials by applying voltage simultaneously using the in-situ impregnation method in the fdm process. adding continuous fibers through the in-situ impregnation method during the printing of parts significantly enhances the mechanical properties of polymeric samples. according to the obtained results for a 0.15 mm diameter metal wire, the increase in tensile strength for 5% and 10% reinforced samples was 63% and 134%, respectively. the increase in flexural strength for samples reinforced with 5% and 10% metal wire was 10% and 105%, respectively.