Skip to main content
SUPERVISOR
Peiman Mosaddegh,Ehsan Foroozmehr,Reza Gafari nadooshan
پیمان مصدق (استاد راهنما) احسان فروزمهر (استاد مشاور) رضا جعفری ندوشن (استاد راهنما)
 
STUDENT
Yadollah Chakarabbasi
یداله چاکرعباسی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Design and Manufacturing of Three Dimensional Printing Machine Head to Produce Continuous Fiber Reinforced Composites
Among the various methods of additive manufacturing, FDM has developed due to the availability, simplicity and cheapness of the equipment. However, due to the fact that the material used in this process are mostly thermoplastic, they often do not offer good mechanical properties compared to other additive manufacturing methods, and this limits the use of FDM for rapid proyotyping and non-industrial applications. So, the idea of ??using composites instead of neat polymer is proposed. To end this, continuous reinforcing fibers are added to the molten polymeric material inside of the head during processing and then extrusion is performed. Obtaining this goal, the design of the head was modified based on the above mentioned concept. In this regard, first the design of the heatsink and then its analysis was done in commercial multiphysics COMSOL software. In these analysis, the parameters are obtained in such a way that in addition to satisfy the desired requirments of the head, it fits to the available heater and solves the issue. Then, rheological analysis of the flow is performed by applying the boundary conditions obtained from thermal analysis. This analysis is performed to ensure the proper condition of the inlet filament and guarantees no damage to the components and injection needles. After designing, manufacturing and achieving proper performance of the head, compound ABS polymer and fiber glass materials are injected into the head and extruded throuth the nozzle of the equipment. The experimental result show the increase of strength by 248%. This results prove the improvement of mechanical properties of composite fiber produced by this new device. Key words: 3D printer, continues fiber reinforced composites, Additive manufacturing
در بین روش‌های مختلف ساخت افزودنی، FDM به‌دلیل دردسترس بودن، سادگی و ارزان بودن تجهیزات، بسیار گسترش یافته است. اما با توجه به اینکه مواد به کار گرفته شده در آن ترموپلاستیک هستند، غالباً خواص مکانیکی خوبی در مقایسه با سایر روش‌های ساخت افزودنی ارائه نمی‌کند و این امر موجب محدود شدن کاربرد FDM به اموری چون مدل‌سازی اولیه و کاربردهایی غیرصنعتی می‌شود. با توجه به موارد فوق ایده‌ی به‌کارگیری مواد مرکب به جای پلیمرمطرح شد. به این‌ترتیب که به مواد پلیمری مذاب در داخل هد، در حین کارکرد، الیاف تقویت کننده‌ی پیوسته افزوده شود و سپس عمل اکسترود انجام گیرد. نیل به این هدف طراحی هد از روی ایده‌ی مذکور انجام شد.در این راستا ابتدا طراحی هیت سینک و سپس تحلیل آن در نرم افزار COMSOL انجام پذیرفت. در این تحلیل پارامترها به گونه‌ای به دست آمد که علاوه‌بر تأمین نیازهای مطلوب هد، منطبق بر هیتر قابل دسترس و جوابگوی مسأله باشد. سپس تحلیل رئولوژیکی جریان با اعمال شرایط مرزی حاصله از تحلیل حرارتی نیز پرداخته شد. این تحلیل به منظور حصول اطمینان از شرایط مناسب فیلامنت ورودی و عدم آسیب به اجزا و سوزن‌های تزریق نخ تقویت کننده انجام شد. بعداز طراحی، ساخت و حصول عملکرد صحیح هد، پلیمر ABS و نخ تقویت کننده‌ی شیشه به هد تزریق شد و استحکام کامپوزیت به دست آمده با 29/5 درصد حجمی معادل 248 درصد، افزایش داشت. کلمات کلیدی چاپگر سه بعدی، کامپوزیت های تقویت شده با الیاف پیوسته، ساخت افزودنی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی