شماره ركورد
33941
پديد آورنده
محمدعلي ياوري
عنوان
ساخت كامپوزيت به روش ساخت افزايشي Digital Light Processing و برسي خواص مكانيكي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/30
استاد راهنما
دكتر رامين هاشمي
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
در اين پژوهش، ساخت و بهينهسازي كامپوزيتهاي پايهپليمري قابلچاپ به روش نوردهي لايهبهلايه ديجيتال باهدف ارتقاي خواص مكانيكي، حرارتي و حافظهشكلي مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، رزين زيستپايهي آكريلات اپوكسيدشدهي روغن سويا بهعنوان ماتريس اصلي بههمراه رقيقكنندهي ايزوبورنيل متاكريلات براي تنظيم ويسكوزيته، آغازگر نوري Irgacure 819 جهت فعالسازي پليمريزاسيون نوري و نانوذرات اكسيد آهن مغناطيسي بهعنوان فيلر انتخاب و با نسبتهاي مشخص تركيب شدند. پس از آمادهسازي و چاپ نمونهها، فرآيند پخت نهايي در مرحلهي كيور ثانويه تحت تابش فرابنفش انجام گرفت تا شبكهي پليمري كامل ايجاد شود و قطعات ازنظر يكنواختي و چگالي ساختاري پايدار گردند.بهمنظور بررسي اثر فيلر بر رفتار سامانه، مجموعهاي از آزمونهاي تحليلي شامل طيفسنجي فروسرخ براي شناسايي گروههاي عاملي، آزمون كشش براي تعيين خواص مكانيكي، تحليل مكانيكي ديناميكي حرارتي براي ارزيابي رفتار ويسكوالاستيك، ميكروسكوپ الكتروني روبشي براي مشاهدهي ريزساختار و آزمون حافظهشكلي براي سنجش ميزان بازيابي شكل انجام شد. نتايج نشان داد افزودن كنترلشدهي نانوذرات اكسيد آهن موجب افزايش استحكام، بهبود چسبندگي بينفازي، ارتقاي دماي گذار شيشهاي و بهبود كارايي حافظهشكلي گرديد. در مقادير بالاتر از حد بهينه، تجمع ذرات و افت خواص مكانيكي مشاهده شد كه نشاندهندهي نقش پراكنش يكنواخت فيلر در پايداري ساختاري سامانه است.تحليل همزمان نتايج حرارتي، مكانيكي و حافظهشكلي بيانگر آن بود كه افزايش چگالي شبكه و كاهش اتلاف انرژي در نمونههاي بهينه، عامل اصلي بهبود رفتار بازيابي شكل محسوب ميشود. همچنين مشخص شد كه استفاده از رزين زيستپايه در تركيب با فيلر مغناطيسي، ضمن حفظ قابليت چاپپذيري و پخت نوري، امكان دستيابي به مواد با پايداري حرارتي و مكانيكي مطلوب را فراهم ميسازد. افزون بر اين، مشاهدات ريزساختاري بيانگر توزيع نسبتاً يكنواخت نانوذرات در محدودهي بهينه و پيوستگي مناسب فاز پليمري است كه نقش مؤثري در انتقال تنش و جلوگيري از گسيختگي زودرس دارد. در مجموع، يافتههاي اين پژوهش مبنايي علمي براي توسعهي مواد هوشمند قابلتحريك حرارتي و مغناطيسي در كاربردهاي مهندسي، زيستپزشكي و سامانههاي پاسخپذير آينده فراهم ميآورد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/10
عنوان به انگليسي
Fabrication of composites using the additive manufacturing method of Digital Light Processing and the mechanical properties assessment
تاريخ بهره برداري
10/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمدعلي ياوري
چكيده به لاتين
layer photopolymerization were investigated to enhance their mechanical, thermal, and shape memory properties. For this purpose, bio-based acrylated epoxidized soybean oil was employed as the polymer matrix, along with isobornyl methacrylate as a reactive diluent to adjust viscosity, Irgacure 819 as a photoinitiator to activate the polymerization reaction, and magnetic iron oxide nanoparticles as functional fillers. After preparation and printing of the samples, post-curing under ultraviolet irradiation was performed to complete the polymer network formation and ensure structural uniformity and density stability.To evaluate the effect of the filler on the composite behavior, a series of analytical tests including Fourier-transform infrared spectroscopy for identifying functional groups, tensile testing for mechanical properties, dynamic mechanical thermal analysis for viscoelastic characterization, scanning electron microscopy for microstructural observation, and shape memory testing for determining shape recovery were conducted. The results showed that the controlled addition of iron oxide nanoparticles enhanced tensile strength, interfacial adhesion, glass transition temperature, and shape memory performance. However, excessive filler content led to particle agglomeration and deterioration of mechanical properties, indicating the importance of uniform filler dispersion for maintaining structural integrity. Simultaneous analysis of thermal, mechanical, and shape memory results revealed that increased network density and reduced energy dissipation in optimized samples were the main factors responsible for improved shape recovery behavior. Furthermore, it was found that combining bio-based resin with magnetic fillers maintained printability and curing efficiency while enabling composites with favorable thermal and mechanical stability. Microstructural observations also indicated a relatively uniform distribution of nanoparticles and strong polymer phase continuity in the optimized formulations, which contributed to efficient stress transfer and delayed failure initiation. Overall, the findings of this study provide a scientific foundation for developing thermally and magnetically responsive smart materials for future engineering, biomedical, and adaptive system applications.
كليدواژه هاي فارسي
چاپ نوري لايهبهلايه ديجيتال , كامپوزيت پايهپليمري , رزين زيستپايه , نانوذرات اكسيد آهن , حافظهشكلي
كليدواژه هاي لاتين
Digital layer-by-layer photopolymerization , Polymer-based composite , Bio-based resin , Iron oxide nanoparticles , Shape memory
Author
Mohammad Ali Yavari
SuperVisor
Dr.Ramin Hashemi