ساخت افزودنی پلیمرها و کامپوزیتهای پلیمری به روش اکستروژن مواد

فصل اول: معرفی ساخت افزودنی و چاپگرهای سه‌بعدی 1
1-1- مقدمه 1
1-2- اهمیت ساخت افزودنی 2
1-3- انواع چاپگرهای سه‌بعدی 4
1-3-1- استریولیتوگرافی (SLA) 5
1-3-2- تفجوشی لیزری انتخابی (SLS) 5
1-3-3- پردازش نور دیجیتال (DLP) 7
1-3-4- لایه‌نشانی ذوبی (FDM) یا تولید فیلامنت ذوبی (FFF) 8
1-3-5- ساخت شیء لایه‌ای (LOM) 9
1-3-6- هم‌بست پرفشار (BJ) 10
1-4- تاریخچه چاپ سه‌بعدی 11
1-5- کاربرد چاپگرهای سه‌بعدی 16
1-5-1- صنعت هوافضا و خودروسازی 16
1-5-2- الکتریکی 18
1-5-3- پزشکی 19
1-5-4- دندانپزشکی 20
1-5-5- ساخت طلا و جواهر 21
1-5-6- ماکت‌سازی 21
1-6- جمع‌بندی 22
1-7- مراجع 22
فصل دوم: چاپ سه‌بعدی پلیمرها با روش FDM 27
2-1- مقدمه 27
2-2- نحوه کار چاپگر 28
2-2-1- مرحله اول: طراحی مدل سه‌بعدی نرم‌افزاری (CAD) 29
2-2-2- مرحله دوم: ترجمه مدل به زبان دستگاه 32
2-2-3- مرحله سوم: انتقال فایل به دستگاه چاپگر 34
2-2-4- مرحله چهارم: تنظیمات چاپگر FDM 34
2-2-5- مرحله پنجم: ساخت 37
2-2-6- مرحله ششم: عملیات پس‌پردازش 39
2-3- مواد اولیه چاپگر سه‌بعدی (FFF) FDM 44
2-3-1- آکریلونیتریل‌بوتادین‌استایرن (ABS) 46
2-3-2- اسیدپلی‌لاکتیک (PLA) 47
2-3-3- پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET) 49
2-3-4- پلیمرهای با کارایی بالا (PEEK، PEKK و ULTEM) 49
2-4- قابلیت‌ها و محدودیت‌های چاپگر FDM 50
2-5- جمعبندی 52
2-6- مراجع 52
فصل سوم: مفاهیم و پارامترهای مهم ساخت به روش FDM 55
3-1- مقدمه 55
3-2- پارامترهای لایه‌بندی 56
3-2-1- ضخامت لایه 57
3-2-2- ضخامت دیواره 60
3-2-3- چگالی پر‌شدگی 62
3-2-4- الگوی پر‌شدن 65
3-2-5- سرعت چاپ 73
3-2-6- چسبندگی صفحه ساخت 75
3-2-6-1- روش Raft 77
3-2-6-2- روش Brim 79
3-2-6-3- روش Skirt 80
3-2-7- سازه تکیه‌گاه 82
3-3- جهت‌گیری ساخت 88
3-4- شرایط دمایی 90
3-4-1- دمای نازل 91
3-4-2- دمای بستر چاپ 91
3-4-3- دمای محیط 92
3-5- اصلاح تنظیمات پارامترها بر روی G-code و تبدیل آن به STL 92
3-6- تأثیر پارامترهای چاپ بر خواص مکانیکی 93
3-6-1- ضخامت لایه 94
3-6-2- تأثیر چگالی پر‌شدگی 95
3-6-3- تأثیر الگوی پرشدن 96
3-6-4- تأثیر سرعت چاپ 97
3-6-5- تأثیر جهت‌گیری ساخت 97
3-6-6- تأثیر شرایط دمایی 99
3-7- جمع‌بندی 100
3-8- مراجع 101
فصل چهارم: چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های پلیمری 105
4-1- مقدمه 105
4-2- تعریف کامپوزیت و معرفی انواع مواد اولیه در کامپوزیتها 106
4-2-1- دسته‌بندی کامپوزیت‌ها از نظر نوع زمینه 106
4-2-2- دسته‌بندی کامپوزیت‌ها از نظر نوع ماده تقویت‌کننده 108
4-3- تولید فیلامنت 110
4-4- چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌ها 113
4-4-1- چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با میکروذرات 113
4-4-2- چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با نانوذرات 117
4-4-2-1- مشکلات چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با نانوذرات 120
4-4-3- چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف کوتاه 121
4-4-3-1- مشکلات چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف کوتاه 123
4-4-4- چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف پیوسته 124
4-4-4-1- چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های گرمانرم تقویت‌شده با الیاف پیوسته 125
4-4-4-2- چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های گرماسخت تقویت‌شده با الیاف پیوسته 136
4-4-4-3 مشکلات چاپ سه‌بعدی کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف پیوسته 142
4-5- جمع‌بندی 144
4-6- مراجع 144
فصل پنجم: محدودیت‌ها و مشکلات ساخت به روش FDM 151
5-1- مقدمه 151
5-2- خرابی‌های چاپگر سه‌بعدی 151
5-2-1- خارجنشدن ماده از رشته‌ساز 152
5-2-2- حرکت نازل خارج از محدوده صفحه ساخت 155
5-2-3- تاب‌برداشتن 155
5-2-4- چسبیدن قطعه چاپ‌شده به صفحه چاپ 158
5-2-5- اکستروژن ناکافی و اکستروژن بیش از حد 160
5-2-6- وجود فضای خالی بین لایه‌ها 164
5-2-7- عدم چاپ برخی از لایه‌ها 169
5-2-8- پای فیل 170
5-2-9- رشتهرشتهشدن یا تارشدن فیلامنت‌ 171
5-2-10- تغییر‌مکان لایه 176
5-2-11- متوقفشدن اکستروژن هنگام چاپ 177
5-2-12- نواربندی و لرزش در راستای Z 178
5-1-13- رگهشدن سطح چاپ 179
5-2-14- سایه‌انداختن سطح چاپ 180
5-1-15- عدم چاپ صحیح جزییات ریز 181
5-2-16- کاهش دقت ابعادی مدل چاپ‌شده 181
5-1-17- از بین رفتن سازه تکیه‌گاه 182
5-2-18- ناهموار‌بودن سطوح در ارتباط با سازه تکیه‌گاه 182
5-3- آیندهنگری ساخت افزودنی 183
5-4- جمع‌بندی 183
5-5- مراجع 184