ارائه ی روشی نوین با ترکیب ساخت رشته ی ذوبی (fff)/فوم توده ای به منظور بهبود خواص قطعات پلیمری زیست تخریب پذیر پلی لاکتیک اسید

اهمیت مسائل زیست محیطی گستردگی روز افزون کاربرد پلیمرهای زیست تخریب پذیر را در پی داشته است به طوریکه امروزه این پلیمرها به جزء جدایی ناپذیر در علوم پزشکی و زیستی بدل گشته اند. در تحقیق حاضر از یک روش نوین که ترکیبی از روش ساخت رشته ی ذوبی (fff) و فوم توده ای است جهت بهبود خواص قطعات از جنس پلی لاکتیک اسید استفاده شده است. برای این منظور نمونه های چاپی با درصد چگالی پر شدن 100، 80 و 60 تولید شده و سپس فوم شدند. به دلیل اهمیت و تاثیر کسر توخالی (void fraction) بر خواص ساختاری و مکانیکی و همچنین سرعت تجزیه پذیری مواد با ساختار متخلخل بخصوص با مقاصد پزشکی ، دو پارامتر کسر توخالی و استحکام به ضربه مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که درصد کسر توخالی نمونه های فوم نشده برای درصد پر شدن 100، 80 و 60 به ترتیب 3، 13 و 25 درصد می‌باشد، در صورتی که این میزان بعد از فوم شدن نمونه ها به ترتیب به 14، 19 و 30 درصد رسید. همچنین نتایج حکایت از افزایش استحکام به ضربه نمونه های چاپی با استفاده از فرآیند فوم داشت. به طوریکه برای نمونه های با درصد پرشدن 100، مقدار استحکام به ضربه با فرآیند فوم شدن از 207 به 506 ژول بر متر مربع رسید که به دلیل سلول های ایجاد شده به روش فوم توده ای در ابعاد نانومتری بود.

Introducing a novel combined method of fused filament fabrication (FFF)/batch foaming to improve the properties of biodegradable poly lactic acid

The importance of environmental issues has increased the use of biodegradable polymers which nowadays have become among main components in medical and biological applications. In the present study, a new combined method of fused filament fabrication (FFF) and batch foaming was introduced to improve the properties of poly lactic acid. For this purpose, FFF samples were produced with infill percentages of 100, 80 and 60 and then, foamed in batch process. Due to the importance and effect of the void fraction on structural and mechanical performance as well as the biodegradability of materials with porous structure, especially for medical purposes, void fraction and impact strength were evaluated. The results showed that the void fractions of FFF samples were 3%, 13% and 25% in infill percentages of 100, 80 and 60, respectively while after the foaming they reached to 14%, 19% and 30%. The findings revealed that the impact strength of FFF foamed samples was improved compared to FFF solid samples. For samples with 100 infill percentage, the impact strength improved from 207 to 506 J/m2 due to the foaming procedure with nanosized cells created by the batch foaming.