33175

توسعه¬ي ساخت پذيري قطعات پايه هندسي به روش FDM با پرينت غيرخطي

دكتري تخصصي

مهندسي مكانيك ( ساخت و توليد )

1397

1403/11/16

جناب آقاي دكتر رامين هاشمي

ندارم

مهندسي مكانيك

روش هاي ساخت افزايشي در حال حاضر محبوبيت فراواني در صنايع مختلف پيدا كرده است. روش لايه ي ذوبي يا همان FDM از روش هاي ساخت افزايشي مي باشد كه براساس ذوب رشته هاي پلاستيكي قطعه ي مورد نظر را توليد مي كند. در فرايند مذكور پارامترهاي ساخت گوناگوني وجود دارد كه خواص مكانيكي قطعه ي توليد شده را تحت تاثير قرار مي دهد. در ساليان اخير بطور وسيعي در مورد اين پارامترها مطالعاتي انجام شده است ولي هندسه ي كلي قطعات از جمله ميزان انحنا آنها كمتر مورد توجه قرار گرفته است. در رساله ي حاضر هندسه هاي ابتدائي مختلفي با استراتژي هاي مختلف چاپ، توليد و مورد مطالعه قرار گرفته است. براي اهرام سه و چهار وجهي، استراتژي چاپي با زاويه ي رشته هاي درون صفحه اي 45 و 45- درجه منجر به بالاترين استحكام فشاري شده است. براي كره نيز، استراتژي چاپ متمركز بالاترين بار فشاري را نشان داده است. براي توجيه نتايج بدست آمده به مباحث مختلفي از جمله نواحي ضعيف در داخل قطعه، انرژي مصرف شده توسط قطعه همراه با استراتژي چاپ و غيره اشاره شده است. ديسك هاي چاپ شده با استراتژي چاپ متمركز، بيش ترين بار فشاري را تحمل كرده است. در همين راستا، ديسك هايي با مسير چاپي متمركز با سرعت هاي مختلف چاپ توليد شده تا تاثير سرعت چاپ به عنوان يكي از پارامترهاي مختلف ساخت مدنظر قرار گيرد. در نهايت سرعت چاپ 40 ميلي متر بر ثانيه توانسته عملكرد مناسبي از ديد استحكام فشاري نشان دهد. يكي از چالش هايي كه پژوهشگران در زمينه ي مطالعات مربوط به قطعات توليدي به روش FDM حائر اهميت مي باشد، مدل سازي المان محدود اين نمونه ها مي باشد. در مطالعه ي كنوني، روش جديدي براي مدل سازي المان محدود نمونه ها پيشنهاد شده است. براي اين منظور، آزمون فشار ديسك هاي چاپي به كمك روش پيشنهادي مدل سازي شده و نتايج بدست آمده از تحليل المان محدود با نتايج تجربي مقايسه شده است. اختلاف بين نتايج تجربي و تحليل المان محدود براي استحكام فشاري ديسك هاي توليد شده با استراتژي تك جهته، متقاطع و متمركز به ترتيب 7%، 4% و 3% مي¬باشد كه حاكي از دقت بالاي روش مدل سازي المان محدود ارائه شده مي باشد.

1403/12/14

Manufacturability development of curved geometric base samples using FDM

2/4/2025 12:00:00 AM

Additive Manufacturing (AM) technologies have gained more attention in various industries. Fused Deposition Modeling (FDM) is one of the AM techniques that works by molting the polymeric filaments. This process has some important manufacturing parameters that affect the mechanical properties of the FDM parts. Recently, various studies have been conducted on the manufacturing parameters but the geometries of the parts have been neglected. In the current research paper, different primitive geometries are printed and studied. For the three and four-side pyramids, path strategy of 45/-45o results in higher compressive performance. The concentrate path pattern presented the best compressive behavior in the disk and sphere geometries. Various justifications including weak spots, consumed energies are discussed. Then, the disks with concentrate path pattern are printed with different printing speeds. Finally, 40 mm/s printing speed is selected as the optimum speed from the compressive strength point of view. One of the challenging issues in the FDM field is how to modeling the printed parts through the finite element method. Here, a new method for modeling the FDM parts is proposed and the results of the finite element method are compared to those obtained experimentally. The difference between the experimental and numerical results are 7%, 4%, and 3% for the disks with unidirectional, cross, and concentrate path strategies, respectively.

: هندسه هاي ابتدائي , روش لايه ي ذوبي , استراتژي چاپ , استحكام فشاري , روش المان محدود

Primitive geometries , Fused deposition modeling , Printing strategy , Compressive strength , Finite element method

Navid Yousefi

Dr. Ramin Hashemi