طراحی و تولید چاپگرهای سه بعدی با قابلیت تغذیه همزمان الیاف جهت تولید کامپوزیت های سه بعدی
محور پژوهش
ماشین آلات و تجهیزات پیشرفته
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی نساجی
حوزه پژوهش
کامپوزیت ها
عنوان
طراحی و تولید چاپگرهای سه بعدی با قابلیت تغذیه همزمان الیاف جهت تولید کامپوزیت های سه بعدی
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: چاپ سه بعدی با روش لایه گذاری مذاب پلیمری(FFF) به علت هزینه پائین، در حال تبدیل شدن به یکی از پر اهمیت‌ترین روش‌های تولید قطعات صنعتی است. با این وجود قطعات تولید شده با این روش، نسبت به روش‌های متداول دیگر، استحکام پایین‌تری دارند. نتایج پژوهش‌ها نشان داد با بهره‌گیری از شیوه تغذیه همزمان الیاف ممتد در حین فرآیند چاپ سه‌بعدی، می‌توان استحکام قطعات چاپ‌شده سه بعدی را افزایش داد. هدف از اجرای این طرح بومی‌سازی فناوری طراحی و تولید چاپگرهای سه بعدی مجهز به تغذیه همزمان الیاف است. این دستگاه قادر است، کامپوزیت‌های سه بعدی و دو بعدی تقویت شده با الیاف را در شکل‌های سه بعدی تولید کند که این نوع کامپوزیت در صنایع مختلف نظیر حمل‌و نقل، صنعت هوا فضا و غیره کاربرد دارد. برخی کاربردهای استفاده از این شیوه در تولید کامپوزیت ها عبارتند از تولید قطعات پرکاربردی نظیر پروتزهای مصنوعی جهت استفاده افراد معلول، بال پهباد، پره توربین‌های بادی در مقیاس کوچک، سنگرهای ضد گلوله، تولید قطعات پیچیده مورد استفاده در ماشین‌های صنعتی و قطعات ضربه‌گیر خودرو مانند جعبه‌های تصادف. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها این پژوهش طی یک پروژه کارشناسی ارشد در دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان طراحی و ساخته شده است. در همین راستا بزرگترین چاپگر سه بعدی کشور که از دو سامانه لایه‌گذار جهت تولید نمونه‌های کامپوزیتی-پلیمری استفاده می‌کند، طراحی و تولید شد. این دستگاه قادر است قطعات پیچیده سه‌بعدی تا ابعاد ۷۰ x ۴۸ x ۴۸ سانتی‌متر را تولید نماید. در این چاپگر یکی از دو سامانه لایه‌گذار، توانایی تغذیه همزمان الیاف ممتد با کارایی بالا نظیر الیاف کربن، شیشه و کولار همراه با پلیمر را دارد و سامانه دیگر به صورت جداگانه رشته‌های پلیمری گرمانرم نظیر پلی لاکتیک اسید، اکریلو نیتریل بوتادین استایرن، پلی استر، پلی پروپیلن و نایلون را لایه‌گذاری می‌کند. این دستگاه همچنین قابلیت تولید کامپوزیت های پیچیده سه بعدی گرماسخت را نیز دارد. با تغییر لایه گذار دستگاه و کاربرد رزین های گرماسخت نظیر رزین اپوکسی و پلی استر غیر اشباع امکان ایجاد کامپوزیت های گرماسخت را نیز فراهم نمود. تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط تصویری از سامانه طراحی و ساخته شده: