اثر پارامترهای فرایندی چاپگر ساخت رشته ذوبی بر استحکام کششی و چگالی نانوکامپوزیت های پلی (لاکتیک اسید)-نانورس

فرضیه :

 روش ساخت رشته ذوبی به دلیل مزایای آن، از جمله سادگی استفاده، مقرون به صرفه بودن و دسترس پذیری، پرکاربردترین روش تولید افزودنی است. خواص مکانیکی پلی (لاکتیک اسید) چاپ شده با روش ساخت رشته ذوبی را می توان با ترکیب آن ها با نانومواد نظیر نانورس و بهینه سازی پارامترهای فرایندی چاپ مانند دمای چاپ و زاویه رستر، به طور شایان توجهی بهبود بخشید.

برای بررسی و بهینه سازی چندهدفی فرایند چاپ سه بعدی نمونه های نانوکامپوزیتی پلی (لاکتیک اسید) تقویت شده با نانوذرات رس از روش سطح پاسخ به عنوان یکی از روش های طراحی آزمایش ها، استفاده شد. دمای افشانک (190، 210 و 230 درجه سلسیوس)، زاویه رستر (0، 45 و °90) و مقدار نانورس (0، 2 و %4 وزنی) برای بهینه سازی پاسخ های خروجی مطالعه شدند. اختلاط ذوبی پلی (لاکتیک اسید) با نانوذرات رس با اکسترودر دو پیچی انجام شد و به کمک دانه ساز، دانه های کامپوزیتی پلی (لاکتیک اسید) دارای 2 و %4 وزنی نانورس تهیه شدند. دانه های کامپوزیتی تهیه شده وارد اکسترودر تک پیچی شده و رشته های کامپوزیتی تولید شدند.

براساس نتایج بررسی مشارکت پارامترها بر داده های چگالی اثر متقابل درصد وزنی نانورس و دمای افشانک به ترتیب بیشترین مشارکت و زاویه رستر کمترین اثرگذاری را بر داده های چگالی داشته و برای نتایج استحکام کششی، مقدار درصد وزنی نانورس بیشترین اثرگذاری و اثر متقابل درصد وزنی نانورس و زاویه رستر کمترین اثرگذاری را در بین پارامترهای بررسی شده داشتند. همچنین نتایج مربوط به بهینه سازی چندهدفی نشان داد، بیشترین سطح درصد وزنی نانورس (%4 وزنی)، بیشترین سطح دمای افشانک (230 درجه سلیسوس) و زاویه رستر حدود °25.5، بهینه شرایط فرایندی برای دستیابی به بیشینه استحکام کششی 33.78MPa و کمینه چگالی 1.089g/cm3 است.