• شماره ركورد
    33398
  • پديد آورنده

    شهاب الدين گرشاسبي

  • عنوان
    چاپ سه‌بعدي پلي‌اتيلن‌ترفتالات (PET) بازيافتي به‌همراه مواد افزودني و تاثير مشخصه‌هاي ساخت بر خواص قطعات
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك - طراحي كاربردي جامدات
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/02/09
  • استاد راهنما
    محمود مهرداد شكريه
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    مواد پلاستيكي از پركاربردترين مواد در جهان هستند كه با افزايش جمعيت و توسعه صنايع، به‌طور روزافزون به مقدار آن‌ها اضافه مي‌شود. آلودگي كره زمين، انسان را به بازيافت مواد پلاستيكي و كمك به حفظ محيط‌زيست سبز واداشته است. در اين ميان، استفاده از پلاستيك‌هاي بازيافتي به‌عنوان ماده اوليه چاپگرهاي سه‌بعدي، يكي از راهكارهاي نوآورانه است. هدف اين پژوهش ارائه روش‌هاي بازيافت موجود و فرايندهاي ساخت افزايشي روش رسوب ذوبي با استفاده از مواد بازيافتي و كامپوزيتي برپايه PET است، تا قطعات كاربردي با خواص مناسب حاصل شود. در ابتدا، امكان استفاده از انواع پلاستيك‌ها، تاريخچه چاپگرهاي سهبعدي، پژوهش‌هاي گذشته و برخي مقدمات مورد نياز بررسي شدند. سپس فرآيندهاي ساخت رشته‌هاي بازيافتي و مشخصه‌هاي بهينه و مؤثر براي توليد قطعات در چاپگرهاي سه‌بعدي تشريح شد. براي بررسي خواص مكانيكي، از روش طراحي آزمايش‌هاي تاگوچي در آزمون‌هاي كشش محوري استفاده شد و همچنين خواص حافظه شكلي پليمر بازيافتي برپايه PET مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه شرايط پردازش در توليد رشته و همچنين چاپ سه‌بعدي از اهميت بالايي برخوردار است. مشخصه‌هاي ذاتي و بيروني دخيل در چاپ سه‌بعدي، براي حصول قطعات از اين جنس با خواص مناسب، بايد بهينه شوند. كاهش سرعت چاپ تا 30 ميلي‌متر بر ثانيه و ضخامت لايه تا 0.15 ميلي‌متر، همراه با افزايش دماي نازل تا 245 درجه سلسيوس و تنظيم عرض رديف‌ها روي 0.96 ميلي‌متر، موجب افزايش حد تسليم نهايي نمونه‌هاي چاپ شده از رشته كامپوزيتي PETG+CF تا 42.903 مگاپاسكال و مدول كشساني تا حد 7.833 گيگاپاسكال شد. روش لايه‌چيني جديد نيز سبب 10% بهبود استحكام كششي و 300% كرنش نهايي شد، اما سفتي تا حدود 37% روش مرسوم كاهش يافت. نمونه‌هاي چاپ شده از رشته بازيافتي rPET+rHDPE نيز 6% استحكام كشش نهايي بالاتري نسبت به نمونه‌هاي PETG+CF داشتند اما از نظر سفتي مشابه يكديگر عمل كردند. همچنين، با انجام آزمون خمش، هر دو ماده رفتار حافظه شكلي بالاي 90% ارائه و پتانسيل خوبي در زمينه پليمرهاي حافظه شكلي نشان دادند. در نهايت، چاپ سه‌بعدي روش رسوب ذوبي با مواد اوليه بازيافتي، از جمله مواد كامپوزيتي و بازيافتي برپايه PET، به‌عنوان يك رويكرد پايدار و با ظرفيت بالا براي حفظ محيط‌زيست با حصول خواص مكانيكي مناسب، قابل توجيه است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/02/21
  • عنوان به انگليسي
    3D Printing of Recycled Polyethylene Terephthalate (PET) with Additives and the Effect of Manufacturing Parameters on the Properties of Parts
  • تاريخ بهره برداري
    1/1/1900 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    شهاب الدين گرشاسبي

  • چكيده به لاتين
    Plastic materials are among the most widely used substances in the world, and their quantity continues to increase due to population growth and industrial development. The pollution of the planet has compelled humanity to recycle plastics and contribute to preserving a green environment. Among the innovative approaches, the use of recycled plastics as raw materials for 3D printers stands out. This research aims to present existing recycling methods and additive manufacturing processes—specifically Fused Deposition Modeling (FDM)—using recycled and composite materials based on PET, to produce functional parts with desirable properties. Initially, the feasibility of using various plastics, the history of 3D printing, prior studies, and some necessary fundamentals were reviewed. Subsequently, the processes for producing recycled filaments and the key parameters influencing the quality of 3D-printed components were detailed. To eva‎luate mechanical properties, the Taguchi method for design of experiments was employed in uniaxial tensile tests, and the shape memory behavior of PET-based recycled polymers was also examined. The results demonstrated that processing conditions during filament production and 3D printing significantly affect the final properties. Both intrinsic and extrinsic parameters involved in 3D printing must be optimized to achieve parts with suitable properties. Reducing the printing speed to 30 mm/s and the layer thickness to 0.15 mm, along with increasing the nozzle temperature to 245°C and setting the bead width to 0.96 mm, led to an ultimate tensile strength of up to 42.903 MPa and an elastic modulus of 7.833 GPa in printed samples made from PETG+CF composite filament. A novel infill strategy improved tensile strength by 10% and elongation at break by 300%, though stiffness decreased by about 37% compared to the conventional method. Samples printed from rPET+rHDPE recycled filament showed 6% higher ultimate tensile strength than those made from PETG+CF, while stiffness remained comparable. Furthermore, both materials demonstrated over 90% shape memory behavior in flexural tests, indicating promising potential in the field of shape memory polymers. In conclusion, Fused Deposition Modeling using recycled feedstock—including PET-based recycled and composite materials—can be considered a sustainable and high-potential approach for environmental preservation, while achieving satisfactory mechanical performance.
  • كليدواژه هاي فارسي
    چاپ سه‌بعدي روش رسوب ذوبي , پت (پلي اتيلن ترفتالات) بازيافتي , پايداري محيط زيست , پليمرهاي حافظه دار , رشته كامپوزيتي
  • كليدواژه هاي لاتين
    FDM 3D-Printing , rPET (recycled Poly Ethylene Terephthalate) , Sustainability , SMP (Shape Memory Polymers) , Composite Filament
  • Author
    Shahabeddin Garshasbi
  • SuperVisor
    Mahmood Mehrdad Shokrieh