بهینه‌سازی پارامترهای فراورش در چاپ سه‌بعدی پلی‌لاکتیک اسید به روش لایه‌گذاری هم‌جوش

امروزه فناوری­‌های نوین ساخت به روش بر­هم­‌افزا مانند لایه­‌گذاری هم­‌جوش در حوزه­‌های مختلف صنعت نظیر مدل­‌سازی، ماشین‌­سازی، صنایع هوافضا و نیز علوم پزشکی به نحو چشمگیری در حال گسترش است، که علت آن را می‌توان قابلیت این روش در ساخت قطعه‌های کاربردی با هندسه‌­های پیچیده در مدت زمان کوتاه‌تر و با هزینه کمتر نسبت به روش­‌های متداول دانست. از این‌­رو، شناخت متغیرهای مؤثر بر فرایند لایه­‌گذاری هم­‌جوش با توجه به اثر انکارناپذیر آن­‌ها در کیفیت قطعات پلیمری ساخته شده، حائز اهمیت است. در این مقاله، اثر متغیرهای فراورش مانند ضخامت لایه‌ها، زاویه‌ رشته‌نشانی و صفحه‌ چاپ بر خواص کششی و زبری نمونه‌های ساخته شده از پلی­‌لاکتیک اسید به روش لایه‌گذاری هم­‌جوش، ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که در شرایط انتخاب شده برای چاپ، با کاهش ضخامت لایه‌ها، استحکام و تا حدی مدول کششی افزایش پیدا می‌کند. بیشترین مقدار استحکام و مدول کششی برای نمونه‌هایی به‌دست می‌آید که زاویه ‌رشته­‌نشانی آن­‌ها صفر درجه بوده و در صفحه ‌‌XYZ به ضخامت لایه ‌mm 05/0 چاپ شده باشند. مطالعات میکروسکوپی نشان داد، در ضخامت­‌های کم، لایه‌های پلیمری به­‌هم جوش خورده و مرز بین­ لایه ای از بین می­‌رود. اما، در ضخامت­‌های زیاد، فضاهای خالی زیادی میان لایه­‌ها به‌ وجود می­‌آ‌ید که باعث تمرکز تنش شده و در نهایت سبب کاهش استحکام قطعه چاپ شده می­‌شوند. همچنین، نتایج زبری‌­سنجی از سطح نمونه‌ها نشان داد، با افزایش ضخامت لایه‌ها، زبری سطح نیز افزایش می‌یابد.