بهینه‌سازی پارامترهای فراورش در چاپ سه‌بعدی پلی‌لاکتیک اسید به روش لایه‌گذاری هم‌جوش

امروزه فناوری ‌های نوین ساخت به روش بر هم ‌افزا مانند لایه ‌گذاری هم ‌جوش در حوزه ‌های مختلف صنعت نظیر مدل ‌سازی، ماشین‌ سازی، صنایع هوافضا و نیز علوم پزشکی به نحو چشمگیری در حال گسترش است، که علت آن را می‌توان قابلیت این روش در ساخت قطعه‌های کاربردی با هندسه‌ های پیچیده در مدت زمان کوتاه‌تر و با هزینه کمتر نسبت به روش ‌های متداول دانست. از این‌ رو، شناخت متغیرهای موثر بر فرایند لایه ‌گذاری هم ‌جوش با توجه به اثر انکارناپذیر آن ‌ها در کیفیت قطعات پلیمری ساخته شده، حائز اهمیت است. در این مقاله، اثر متغیرهای فراورش مانند ضخامت لایه‌ها، زاویه‌ رشته‌نشانی و صفحه‌ چاپ بر خواص کششی و زبری نمونه‌های ساخته شده از پلی ‌لاکتیک اسید به روش لایه‌گذاری هم ‌جوش، ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که در شرایط انتخاب شده برای چاپ، با کاهش ضخامت لایه‌ها، استحکام و تا حدی مدول کششی افزایش پیدا می‌کند. بیشترین مقدار استحکام و مدول کششی برای نمونه‌هایی به‌دست می‌آید که زاویه ‌رشته ‌نشانی آن ‌ها صفر درجه بوده و در صفحه ‌‌xyz به ضخامت لایه ‌mm 0.05 چاپ شده باشند. مطالعات میکروسکوپی نشان داد، در ضخامت ‌های کم، لایه‌های پلیمری به ‌هم جوش خورده و مرز بین لایه ای از بین می ‌رود. اما، در ضخامت ‌های زیاد، فضاهای خالی زیادی میان لایه ‌ها به‌ وجود می ‌آ‌ید که باعث تمرکز تنش شده و در نهایت سبب کاهش استحکام قطعه چاپ شده می ‌شوند. همچنین، نتایج زبری‌ سنجی از سطح نمونه‌ها نشان داد، با افزایش ضخامت لایه‌ها، زبری سطح نیز افزایش می‌یابد.