مطالعه تجربی تاثیر پارامترهای فرآیند FDM بر روی چقرمگی، سختی و استحکام کششی محصولات فرآیند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

2 گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

10.48301/kssa.2024.419672.2727

چکیده

روش پرینتر سه‌بعدی یا تولید افزایشی جهت ساخت قطعات سه‌بعدی بکار می‌رود. در سالهای اخیر، محققان بسیاری به روش پرینت سه‌بعدی توجه نموده و این روش کاربرد گسترده‌ای در حوزه‌های مختلف مهندسی نظیر مکانیک، صنایع هوایی و بیودارویی پیدا کرده است. پلیمر پلی‌اتیلن اکسید و پلیمر پلی اتیلن گلیکول، از جمله پلیمرهای بسیار رایج در صنایع دارویی و خودروسازی و سایر صنایع مرتبط می‌باشند. در تحقیق حاضر، از دو پلیمر پلی‌اتیلن اکسید و پلی اتیلن گلیکول برای ساخت نمونه‌های آزمایشی به روش پرینت سه‌بعدی استفاده گردید. جهت بررسی خواص مکانیکی قطعات ساخته شده در شرایط عملیاتی مختلف، از تست کشش، سختی‌سنجی و تست ضربه استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان می‌دهند که با افزایش ضخامت لایه، استحکام کششی نمونه، افت پیدا می‌کند. همچنین، در سرعت اکسترود یکسان، با افزایش ضخامت لایه و کاهش دما نیز سختی قطعه پلیمری بیشتر می‌شود. نتایج تست ضربه نیز حاکی از آن است که هر چقدر مقدار سختی و استحکام کششی بیشتر باشد، مقدار انرژی وارده به قطعه پلیمری بیشتر خواهد بود. همچنین، نتایج بیانگر این است که نمونه‌ای دارای بیشترین سختی است که دارای سرعت بالا، ضخامت لایه و دمای متوسط باشد. با افزایش دما، کاهش میزان سختی پلیمر پلی اتیلن گلیکول زمانی مشاهده گردید که نمونه در سرعت و ضخامت لایه ثابت، است. همچنین، موثرترین عامل پارامتر در تعیین میزان سختی پلیمر پلی اتیلن گلیکول، دماست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of the effect of FDM parameters on the toughness, hardness and tensile strength of its products

نویسندگان [English]

  • Farzad Pashmforoush 1
  • Mahdi kazemi 2
1 Department of Mechanical Engineering, University of Maragheh
2 Department of Mechanical engineering,, Isfahan university of technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Additive manufacturing or 3D printing is used to make 3D parts. In recent years, many researchers have paid attention to the 3D printing method and this method has been widely used in various fields of engineering such as mechanics, aviation and biopharmaceutical industries. Polyethylene oxide polymer and polyethylene glycol polymer are among the most common polymers in the pharmaceutical and automotive industries and other related industries. In this research, two polymers, polyethylene oxide and polyethylene glycol, were used to fabricate test specimens by 3D printing method. In order to investigation of the mechanical properties of the manufactured parts in different operating conditions, tensile test, hardness test and impact test were used. The obtained results showed that the tensile strength of the specimens decreased with the increase of the layer thickness. Also, at the same extrusion speed, as the layer thickness increased and the temperature decreased, the hardness of the polymer specimen increased. The results of the impact test also indicated that the higher the hardness and tensile strength, the higher the energy input to the polymer piece. Also, the results showed that a sample with the highest hardness had higher extrusion speed and medium temperature and layer thickness. With the increase in temperature, a decrease in the hardness of polyethylene glycol polymer was observed when the specimen is constant in speed and layer thickness. Also, the most effective parameter in determining the hardness of polyethylene glycol polymer is temperature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Additive Manufacturing
  • Fused Deposition Modeling
  • Tensile strength
  • Toughness
  • Hardness

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 28 بهمن 1402
  • تاریخ دریافت: 03 آبان 1402
  • تاریخ بازنگری: 17 دی 1402
  • تاریخ پذیرش: 23 بهمن 1402