Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Badrosamay,Ehsan Foroozmehr
محسن بدرسمای (استاد راهنما) احسان فروزمهر (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeed Khazaee
سعید خزائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
In recent years, extensive studies have been conducted for the development of additive manufacturing technology and in particular Selective Laser Sintering (SLS) process. Although the findings suggest significant advances in this regard, there are Still, challenges such as the limited range of materials to be processed, the weakness of mechanical properties of parts compared to the components produced in conventional methods and the low repeatability of the properties. Among the influential parameters in the SLS process, the distribution of surface temperature of the powder bed surface is probably the most important factor in the manufacturing of components with the same and repeatable properties in the process. The purpose of this study was to optimize the pre-heating system in the SLS powder bed and to control the temperature distribution of building platform in order to achieve a uniform temperature distribution at the surface the bed, as well as to improve the temperature control system to reduce the build time. In order to mimics the real chamber of SLS system. Firstly, a similar test chamber was designed and manufactured. The design of the fabricated test chamber allowed to examine various type of heaters for heating up the powder surface within the chamber as well as their location and layout. After that, several experiments were designed and carried out to find out the proper resistive heaters type, their optimum power, and their hight. These findings were implemented within the chamber of SLS system. The result of measuring the temperature powder bed surface of SLS system after modification using a thermal camera revealed that the temperature differences within the powder bed surface decreased to less than 6 o C. The temperature difference on the powder surface was about 20 o C before the modification. In order to investigate the performance of SLS system after modification series of test parts from Polyamid12 (PA12) and Polystyrene (PS) material, with wide window processing, the ultimate tensile strength and the fracture elongation of test samples were found to be 46±2 MPa and 23±3 % respectively which were quite superior propertis compared to the literature reports. On the other hand, for PS material with narrower process window, 10 o C, it was possible to produce intricate parts sucssessfuly. Besides the ultimate tesile strength and elongation of the tested parts were found to be 17.67±0.46 MPa and 2.75±0.28 % respectively, reaviling the capability of the implemented modifications. Keywords: Additive Manufacturing, Selective laser sintering, SLS, Heater, Optimization, Processing Window, Polyamide12, Polystyrene
در سال‌های اخیر مطالعات و پژوهش‌های انجام شده پیرامون فناوری ساخت افزودنی و فرآیند تف‌جوشی انتخابی بستر پودر به‌وسیله‌ی لیزر (SLS) به شدت رشد کرده است. نتایج حاصل، پیشرفت‌های چشمگیری را در این زمینه حکایت می‌کنند. با این حال هنوز چالش‌هایی همچون گستره محدود مواد قابل فرآوری، ضعف خواص مکانیکی در مقایسه با قطعات تولید شده به روش‌های مرسوم و تکرارپذیری پایین خواص، پیش‌رو می‌باشد. از بین پارامترهای تاثیرگذار در فرآیند SLS، توزیع دمای سطح پودر بستر ساخت احتمالا ً مهم‌ترین عامل تاثیرگذار بر ساخت قطعات با خواص یکسان و تکرارپذیر در فرآیند می‌باشد. این پژوهش با هدف بهینه‌سازی عملیات پیشگرم در بستر پودر فرآیند SLS و توزیع کنترل‌شده دمای بسترپودر به منظور دستیابی به توزیع دمای یکنواخت در سطح پودر بستر ساخت و همچنین بهبود سیستم کنترل دما به منظور کاهش زمان ساخت انجام شده است. برای انجام آزمایشات محفظه‌ای مشابه محفظه‌ی دستگاه اصلی ساخته شد و با انتخاب گرمکن مناسب با توان بهینه و نصب آن‌ها در موقعیت مناسب نسبت به سطح پودر بستر ساخت و همچنین اصلاح هندسه‌ی داخلی محفظه و سیستم کنترل دما و پیشگرم دستگاه، توزیع دمای پودر بستر ساخت و همچنین عملکرد سیستم گرمایش قبل، حین و بعد از تولید قطعه بهبود و ارتقا یافت. پس از آن به منظور بررسی بهبود عملکرد دستگاه، قطعاتی از جنس پلیمر پلی‌آمید12 و پلی‌استایرن تولید شد. نتایج بدست آمده به خوبی نشان می‌دهند که توزیع دمای سطح پودر بستر ساخت پس از بهبود یکنواخت‌تر شده به طوریکه اختلاف دمای سطح از حدود 20 درجه به کمتر از 6 درجه‌سانتی‌گراد کاهش یافته است همچنین بهبود سیستم کنترل دما موجب کاهش زمان تولید قطعه و افزایش استحکام اتصال بین لایه‌ها شده است. این کاهش اختلاف دمایی امکان فرآوری مواد حساس به تغییرات دما مانند پلی استایرن را فراهم کرده است. به منظور بررسی عملکرد دستگاه پس از بهینه‌سازی ابتدا پلیمر پلی‌آمید12 فرآوری شد. نتایج آزمون کشش نشان داد استحکام نهایی 46 مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول 23% قابل دستیابی است. پس از فرآوری موفقیت‌آمیز پلی‌آمید12، پلیمر پلی‌استایرن که دارای پنجره فرآوری حدود 10 درجه‌ای است برای فرآوری و محک زدن سیستم گرمایش دستگاه استفاده شد. نتایج حاصل از فرآوری و آزمون کشش نشان می‌دهند که فرآوری این ماده موفقیت‌آمیز بوده و رسیدن به استحکام نهایی 06/17 مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول 75/2 امکان‌پذیر شده است. فرآوری پلیمر پلی‌استایرن (PS) نشان از قابلیت بالای دستگاه پس از بهینه‌سازی انجام شده در زمینه تولید قطعات باکیفیت از جنس مواد مختلف می‌باشد. کلمات کلیدی: ساخت افزودنی، SLS، تف‌جوشی انتخابی بستر پودر به‌وسیله لیزر، گرمکن، بهینه‌سازی، پنجره فرآوری، پلی‌آمید12، پلی‌استایرن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی