بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی قطعات چاپ شده سه بعدی با استفاده از فیلامنتهای پلاستیک ABS پر شده با آلومینا

در سالهای اخیر، روش های چاپ سه بعدی (ساخت افزودنی) مورد توجه مراکز تحقیقاتی و صنایع مختلف قرار گرفته است. از بین این فرآیندهای چاپ سه بعدی، روش رسوب مذاب (Fused deposition modeling) به دلیل سادگی فرآیند و ارزان بودن تجهیزات متداول تر بوده است. در این روش از فیلامنتهای پلیمری، برای نمونه سازی و یا در برخی موارد به منظور ساختن یک قطعه سازه ای استفاده می شود. در این تحقیق فیلامنتهای کامپوزیتی که از زمینه پلیمری ABS و کسرهای حجمی مختلف اکسید آلومینیوم (آلومینا) تشکیل شده اند، تولید شدند. خواص مکانیکی و فیزیکی قطعات چاپ شده با این فیلامنت ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون کشش نشان داد که با افزایش کسر حجمی آلومینا استحکام های کششی به دلیل ایجاد حفره های بین لایه ای کاهش می یابند. در نمونه 20 درصد حجمی آلومینا، استحکام کششی تا 70 درصد کاهش یافت. ولی در آزمون فشاری، تا 10 درصد حجمی استحکام های فشاری 74 درصد کاهش یافته و سپس استحکام فشاری افزایش می یابد. آزمون تغییر شکل حرارتی نیز انجام شد و به دلیل ضعیف بودن استحکام ها دمای تغییر شکل حرارتی 11 درصد کاهش یافت. آنالیز توزین حرارتی، نشان داد که با افزایش آلومینا پایداری حرارتی قطعات چاپ شده افزایش یافت. انقباض طولی در سه جهت برای قطعه چاپ شده اندازه گیری شده و ناهمسانگردی در انقباض بحث شد. همچنین با افزایش آلومینا تا 15 درصد حجمی، سختی تا 27 درصد کاهش یافته است و پس از آن سختی کمی افزایش یافت. با افزایش آلومینا تا 20 درصد حجمی، اعوجاج قطعات تا 91 درصد کاهش می یابد.