بررسی تجربی و عددی استحکام مکانیکی قطعات چاپ شده با چاپگر fdm سه بعدی پنج درجه آزادی بر پایه ساز و کار موازی

در طول سال های اخیر، روش لایه نشانی ذوبی، ب جهت در دسترس بودن و داشتن قابلیت ساخت قطعات پیچیده مستحکم نسبتاً مناسب، ب عنوان یکی از پیشروترین روش های ساخت افزایشی، کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. یکی از چالش های تحقیقاتی مهم در این حوزه، افزایش استحکام قطعات، بواسطه انتخاب مناسب متغیرهای ساخت و انتخاب آرایش لایه های ساخت با بکارگیری قابلیت های چاپ بیش از سه محور می باشد. در این مقاله، هدف، چاپ و بررسی پارامترهای آن با چاپگرهای رباتیک پنج محور می باشد. برای این منظور، ساخت و تجهیز چاپگر پنج درجه آزادی با ساز و کار موازی و ربات دلتا انجام و برای تولید جی کد پنج محور، از نرم افزار زیمنس استفاده شده است. برای بررسی تاثیر جهات و آرایش رشته فیلامنت های مورد استفاده در کیفیت چاپ قطعات، مخصوصاً با روش چاپ پنج محور، یک قطعه زانویی از جنس پلی لاکتیک اسید(pla)، انتخاب شده است. سپس جی کدهای لازم برای چاپ قطعه با روش و جهت گیری های متفاوت با نرم افزارهای متداول سه محور و پنج محور  ایجاد و توسط دستگاه چاپگر سه و پنج محور چاپ شده است. آزمایش های کشش و خمش تجربی روی نمونه های چاپ شده انجام شده و برتری حدود 11/5% و 7% روش چاپ پنج محور در تحمل نیروی کششی و خمشی نسبت به روش سه محور مشاهده شده است. برای مطالعه استحکام و شبیه سازی اجزاء محدود قطعات چاپ شده، از نرم افزار انسیس استفاده و نتایج آن، با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج حاصل از آزمایشها نشان داد که استفاده از روش چاپ پنج محور، باعث افزایش تحمل نیرویی کششی و خمشی قطعه چاپ شده می شود

experimental and fem investigation of the mechanical strength of parts printed with a five-degree-of-freedom 3d fdm printer based on a parallel mechanism

in recent years، fused deposition modeling (fdm) has gained widespread use as one of the most advanced additive manufacturing methods due to its availability and ability to manufacture complex parts with relatively good strength.one of the important research challenges in this field is to increase the strength of parts by appropriately selecting manufacturing variables and، in particular، choosing the arrangement of manufacturing layers by utilizing printing capabilities beyond three axes. in this paper، the aim is to print and investigate its parameters with 5-degree-of-freedom (5-dof) robotic printers. for this purpose، a 5-dof printer with a parallel mechanism and a delta robot was built and equipped، and siemens nx software was used to generate five-axis g-code. to investigate the effect of the directions and arrangement of the filaments used on the quality of printing parts، especially with the five-axis printing method، a knee-shaped sample piece made of polylactic acid (pla) was selected. then، the necessary g-codes for printing this part with different methods and different orientations were created with common three-axis and five-axis software (siemens nx) and printed by three-axis and five-axis printers. experimental tensile and bending tests were performed on the printed samples and the superiority of about 11.5% and 7% of the five-axis printing method in tensile and bending force tolerance was observed compared to the three-axis method. to study the strength and finite element simulation of printed parts، ansys software was used and the results obtained from the analyses were compared with experimental results. the results of the experiments showed that the use of the five-axis printing method increases the tensile and bending strength of the printed part