بررسی رفتار مکانیکی و نسبت پواسون ساختار آگزتیک re-entrant از جنس ترموپلاستیک پلی‌یورتان چاپ شده به روش چاپ سه‌بعدی

آگزتیک‌ها، مواد و یا ساختارهایی با نسبت پواسون منفی می‌باشند که از این خاصیت می‌توان در زمینه‌های مختلفی مانند پزشکی و خودروسازی استفاده کرد. در این پژوهش با استفاده از فناوری ساخت افزایشی به روش مدلسازی لایه‌گذاری ذوبی (fdm) و ماده ترموپلاستیک پلی‌یورتان (tpu)، یک ساختار آگزتیک re-entrant طراحی و چاپ شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی و نسبت پواسون ساختار چاپ شده در دمای 4±75 درجه سانتی‌گراد تحت تنش کششی، از آزمون رهایش تنش استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون رهایش تنش نشان داد که tpu، با توجه به خاصیت ویسکو هایپرالاستیک آن، تنش را تحت نیروی ثابت کاهش می‌دهد. با بررسی منحنی تنش-کرنش این ساختار، نشان داده شد که استحکام کششی tpu در این دما و در کرنش 20% به مقدار 0/0626 مگاپاسکال می‌باشد. همچنین، نسبت پواسون این ساختار 0/1538- بدست آورده شد.

investigation the mechanical behavior and poisson's ratio of 3d-printed thermoplastic polyurethane re-entrant auxetic structure

auxetics are materials or structures with a negative poisson s ratio, which can find applications in various fields such as medicine and automotive engineering. in this research, using the additive manufacturing technology through the fused deposition modeling (fdm) method and the thermoplastic polyurethane (tpu) filament, a re-entrant auxetic structure was designed and printed. to investigate the mechanical properties and poisson s ratio of the printed structure at a temperature of 75 ± 4 degrees celsius under tensile stress, a stress relaxation test was conducted. the results of the stress relaxation test showed that tpu, due to its visco-hyperelastic property, reduces stress under a constant force. by examining the stress-strain curve of this structure, it was demonstrated that the tensile strength of tpu at this temperature and at a strain of 20% is 0.0626 mpa. additionally, the poisson s ratio of this structure was determined to be -0.1538.