اثر نانو لوله های کربن چنددیواره بر خواص کششی و کیفیت چاپ نانوکامپوزیت های آکریلونیتریل-بوتادی ان-استیرن چاپ شده سه بعدی

فرضیه:

 به دلیل ماهیت مدل سازی لایه نشانی همجوش (FDM) که در آن قطعه ها به شکل لایه لایه ساخته می شوند، محصولات حین فرایند چاپ مستعد نقص های بسیاری هستند. بنابراین، برای به حداقل رساندن نقص ها و سایر کاستی ها به راه حل های کارآمدی نیاز است. افزایش خواص فیزیکی و مکانیکی قطعه های ساخته شده با استفاده از نانوذرات یکی از این روش هاست.

روش ها:

به منظور بهبود خواص مکانیکی آکریلونیتریل-بوتادی ان-استیرن (ABS) که یکی از مرسوم ترین مواد به کار گرفته شده در روش FDM است، مقدارهای مختلف (1، 3 و %5 وزنی) نانولوله های کربن چنددیواره (MWCNTs) با روش اختلاط مذاب به ماترس پلیمر افزوده شد. سپس، رشته های دارای مقادیر مختلف MWCNTs، لازم برای ساخت نمونه ها با روش اکستروژن تهیه شدند. پس از آن، نمونه ها با سه ضخامت لایه مختلف 0.05، 0.1 و 0.2mm و دو زاویه رشته نشانی 90/0 و °45-/45+ چاپ شدند. آزمون های مختلف کشش و ریولوژی و میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و عبوری (TEM) برای بررسی نمونه های نانوکامپوزیتی انجام شد.

یافته ها: 

مطالعات SEM و TEM نشان داد، نانوذرات به شکل مناسب درون ماتریس پراکنده شدند. نتایج آزمون کشش نشان داد، استحکام کششی و مدول یانگ در اثر افزودن MWCNTs به ترتیب تا 21 و %103 در مقایسه با مواد اولیه افزایش یافته است. همچنین مشخص شد، در ضخامت لایه ثابت، حداکثر بیشینه استحکام کششی برای نانوکامپوزیت دارای %3 وزنی MWCNTs به دست آمد، اما با افزایش مقدار نانوذرات، مدول به تدریج افزایش یافت. افزون بر این، تغییر در زاویه رشته نشانی اثر معنی داری بر خواص کششی نشان نداد و نیز افزایش ضخامت لایه اثر منفی بر خواص تمام مواد بررسی شده دارد.