تحلیل‎ ‎تجربی خواص مکانیکی و میکروسکوپی کامپوزیت ‏abs-ni‏ ساخته‌شده در روش مدل‌سازی لایه نشانی ذوبی (‏fdm‏)‏

با توسعه روش ‌های ساخت افزایشی در چند دهه اخیر، تولید قطعاتی با جنس متفاوت نیز اهمیت بسیاری یافته است. روش چاپ سه‌بعدی ذوبی (fdm) به‌عنوان یکی از متداول ترین روش های ساخت افزایشی، امکان تولید قطعات پیچیده کامپوزیتی را فراهم می ‌نماید. فیلامنت ‌های مصرفی مورد استفاده در روش لایه به لایه fdm معمولاً به‌صورت پلیمری و با قطر معین می باشد. در این روش از طریق ذوب فیلامنت در نازل سامانه و پیشروی لحظه ای آن، مواد در راستای حرکت سیستم از نازل سامانه خارج می ‌گردد. مواد میکرو کامپوزیت به دلیل کاربرد های فراوان از این دسته مواد بشمار می ‌روند. در این بین نحوه کامپوزیت ‌سازی بر روی رفتار قطعه تاثیرگذار است به همین منظور در این پژوهش با استفاده از فیلامنت میکرو کامپوزیتی abs-ni و چاپ آن با چاپگر سه بعدی fdm ساخته ‌شده توسط محققین همین مقاله و مقایسه آن با دیگر پلیمر های تولید شده در این روش نظیر pla، abs و tpu به بررسی خواص مکانیکی و خواص میکروسکوپی قطعات تولید شده، پرداخته‌ شده است. همچنین، قطعات مشابه با استفاده از روش dlp با این روش مقایسه گردید. با توجه به نتایج به دست آمده، با افزایش 15% پودر نیکل، استحکام کششی به میزان 11.62% کاهش یافته که این مقدار برابر با کاهش 50% میزان پرشوندگی در قطعه غیر کامپوزیت abs است. در مقایسه دو روش fdm و dlp، با وجود کیفیت سطح و ساختار یکپارچه ‌تر، عملیات فتوپلیمریزاسیون می ‌تواند استحکام قطعات را تا 2 برابر کاهش دهد؛ همچنین درازش پلیمر tpu، 26 برابر دیگر مواد برآورد گردید.

experimental investigation of mechanical and microscopic properties of abs-ni composite made by fused deposition modeling (fdm) method

the development of additive manufacturing processes in the last several decades has made the manufacture of parts made of various materials quite significant. fused deposition modeling, being one of the most widely used additive manufacturing processes, enables the creation of complex composite parts. in this technique, the material comes out of the system’s nozzle in the direction of the system’s movement due to the melting of the filament in the nozzle and its momentary progress. because of their numerous applications, micro-composite materials are considered one of these materials. however, the technique of manufacturing the composite has an influence on the behavior of the component; for this purpose, in this research, abs-ni micro composite filament was employed and printed with the fdm 3d printer developed by the researchers of this article, and it was compared to other polymers such as pla, abs, and tpu. the mechanical and microscopic behavior of the polymers made with this approach, have been investigated. furthermore, similar parts manufactured using the dlp approach were compared to this method. according to the results, a 15% increase in nickel powder reduced tensile strength by 11.62%, which is equivalent to a 50% drop in the volume of infill in the non-composite abs part. when comparing the fdm and dlp methods, the photopolymerization operation can diminish the strength of the products by 2 times despite the higher surface quality and more integrated structure. the elongation of tpu polymers was determined to be 26 times higher than that of other polymers.