مقایسه استحکام کششی نمونه‌های چاپ سه‌بعدی شده به روش مدل‌سازی لایه نشانی ذوبی

فرآیندهای ساخت افزایشی دسته ای از فرآیندهای تولید هستند که برای ساخت قطعات خاص در کمترین زمان ممکن مورد استفاده قرار می گیرند. برخلاف روش ماشینکاری که با براده­‌برداری و به صورت کاهشی عملیات ساخت انجام می شود، در روش ساخت افزایشی با اضافه نمودن یک لایه جدید به لایه‌های قدیمی چاپ شده، قطعه نهایی ساخته می شود. در این مقاله به بررسی استحکام کششی نمونه های تولید شده از جنس abs پرداخته می شود. سه پارامتر مورد بررسی اثر اندازه نمونه، اثر درصد تراکم و اثر الگوی چاپ بر رفتار تنش-کرنش قطعات می باشد. سه نمونه با اندازه متفاوت، پنج نمونه با درصدهای مختلف تراکم و دو نمونه با الگوی چاپ متفاوت تولید شده اند و پس از انجام آزمون کشش، رفتار منحنی تنش-کرنش قطعات با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج آزمون کشش نشان داد که با افزایش اندازه نمونه، استحکام کششی قطعات کاهش می­‌یابد. همچنین با کاهش درصد تراکم، نیروی تحمل شده توسط نمونه و درصد ازدیاد طول قبل از شکست کاهش می­‌یابد و تفاوت قابل توجهی میان نمونه با تراکم صد درصد و سایر نمونه ها وجود دارد. با مقایسه نسبت نیروی ماکزیمم بر جرم هر یک از نمونه ها مشاهده می­‌شود که این نسبت برای نمونه­‌های متخلخل نزدیک به یکدیگر بوده، ولی این نسبت برای نمونه توپر در مقایسه با نمونه­‌های متخلخل 25 درصد بیشتر می­‌باشد. استحکام نمونه­‌های چاپ شده به روش نرمال نسبت به نمونه تولید شده با پروفایل­‌های هم مرکز 13.9 درصد بیشتر است. همچنین کرنش شکست نمونه های چاپ شده به روش پروفایل های هم‌مرکز 48 درصد نسبت به کرنش شکست نمونه نرمال کاهش یافته  است.

comparison of tensile strength for 3d printed parts fabricated by fused filament fabrication (fff)

additive manufacturing is a new type of manufacturing process which is used for the fabrication of special parts in a minimum possible time. unlike the machining processes in which the part is prepared by material removal, the parts are fabricated in additive manufacturing by adding a new layer to old printed layers. in this article, the tensile strength of printed specimens from abs by fused filament fabrication (fff) will be evaluated. size, in-fill density, and the print pattern are three process parameters that will be investigated. three different size samples, five different in-fill density samples, and two samples with different patterns are printed and the stress-strain behavior of prepared samples was compared. the tensile test results show that the tensile strength of samples decreases by increasing the sample size. also, by decreasing the in-fill density, the tensile load of samples and elongation decreases, and a considerable difference between the 100% in-fill density and other samples are observed. by comparing the ratio of maximum force to the mass of samples it was observed that this ratio is almost constant for non-solid samples but this ratio is 25% higher for the solid (100% in-fill density) sample compared to the non-solid samples.  the strength of the samples printed by the normal pattern is 13.9 % higher than the sample produced with concentric profiles. the failure strain of the sample produced with concentric profiles reduces by about 48% compared to samples printed by the normal pattern.