۲۳۸۷۹پ
per
بررسی درصد انقباض، کیفیت سطح و سختی نمونه‌های SS۳۱۶L تولید شده به روش چاپ سهبعدی فلزی FFF
Investigation of shrinkage percentage, roughness and hardness of SS۳۱۶L specimens produced by FFF metal ۳D printing
/علیرضا جلیلی
: مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۹
، عباسپور
۱۲۳ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
مکانیک گرایش ساخت و تولید
۱۳۹۹/۰۷/۳۰
تبریز
پرینت سهبعدی یا ساخت افزایشی در حقیقت ساخت یک شیء سهبعدی از مدلCAD یا مدل سهبعدی دیجیتال است .اصل اساسی فناوری ساخت افزایشی که به اختصارAM نامیده میشود این است که ابتدا مدلی توسط سیستم طراحی به کمک کامپیوتر تهیه میشود سپس فایل دیجیتال به لایههای با ضخامت مشخص تبدیل میشود و در نهایت قطعات با افزودن مواد به صورت لایهای ساخته میشوند .هرچه ضخامت لایهها کمتر باشد شکل نهایی قطعه ساخته شده دارای دقت بالاتر و به فایلCAD نزدیکتر خواهد بود .همه ماشینآلات ساخت افزایشی تا به امروز از روش مبتنی بر لایه استفاده میکنند و عمدهترین تفاوت آنها در مواد قابل چاپ، نحوه ایجاد لایهها و چسبندگی لایهها به یکدیگر است .مراحل ساخت یک قطعه در ساخت افزایشی مشتمل بر تهیه مدل ،CADتبدیل مدلCAD به فایل ،STLارسال فایل STL به ماشین چاپ، تنظیمات ماشین، ساخت قطعه، حذف ساپورتها، فرآیند پسپردازش مانند پرداخت قطعه و است .انواع روش های چاپ فلزی شامل گداخت بستر پودر، لایهنشانی با توزیع مستقیم انرژی، پاشش بایندر یا چسب و اکستروژن مواد است .در این پایاننامه قطعات فولادی از جنس۳۱۶L توسط روش اکستروژن مواد یاFFF چاپ میشود به قطعات خروجی این مرحله قطعه سبز گفته میشود که شامل پودر فولاد۳۱۶L و پلیمر پلی استال است .مرحله بعد مرحله دبایندینگ یا بایندرزدایی است برای این مرحله اوون یا فر توسط گروه تحقیقاتی طراحی و ساخته شده است .در این مرحله بعد از قرار دادن قطعات داخل اوون، دمای داخل اوون به تدریج و در مدت حدود۴ ساعت به دمای۱۲۰ درجه سانتیگراد رسانده میشود و سپس برای خارج کردن گاز اکسیژن، جریان گاز نیتروژن با فشار۰/۲ بار به داخل اوون برقرار میشود و بعد از اطمینان از خروج کامل گاز اکسیژن، اسید نیتریک با درصد خلوص۶۵ به داخل اوون تزریق میشود و به علت حرارت داخل اوون کاملا بخار میشود و داخل قطعات سبز نفوذ میکند و با پلی استال واکنش داده و گاز فرمالدئید تولید میکند.گاز فرمالدئید به علت سمی بودن و خطر انفجار در صورت وجود اکسیژن از طریق خروجی تعبیه شده روی اوون به خارج از محیط آزمایشگاه هدایت میشود.بعد از مرحله بایندرزدایی که حدود۶ ساعت طول میکشد قطعه قهوه ای حاصل میشود که به علت خروج پلیمر کاملا سست است و حتی توانایی تحمل وزن خود را ندارد.در آخرین مرحله قطعات قهوهای داخل کوره خلا با پروفایل دمایی مشخص در مدت۱۴ ساعت زینتر شده و به قطعه نهایی تبدیل میشود.بعد از طی سه مرحله مذکور برای قطعات با چهار الگوی مختلف چاپ وزن قطعات سبز و قطعات بعد از زینتر توسط ترازوی دقیق دیجیتالی گرفته میشود که حدود۹ تا۱۱ کاهش وزن در قطعات نهایی مشاهده میشود که به دلیل حذف پلیمر داخل قطعات است.همچنین به علت انقباض ناشی از خروج پلیمر در محورz حدود۱۸ تا۲۳ و در محورهایX وY حدود۱۳ تا۱۸ کاهش در ابعاد قطعه به وجود میآید که برای کاربردی بودن قطعات باید این درصد های انقباض را در مرحله طراحی قطعات لحاظ کرد .در مورد سختی قطعات، حدود۳۰ بیشتر از سختی قطعاتSLM است و این یکی از مزایای این روش است .در مورد کیفیت سطح قطعات نیز کیفیت قطعه زینتر شده در حد ریختهگری دقیق و بعد از انجام عملیات پرداختکاری نظیر سنگزنی کیفیت سطح بالاتری به دست میآید .بطور کلی سختی قطعاتFFF از قطعات SLM بیشتر است و در بقیه موارد آزمایش ها هم حداقل۷۵ نتایجSLM قابل حصول است و چون هزینه هایSLM خیلی بیشتر ازFFF و حداقل۲۰ برابر است این روش میتواند جایگزینی برای روش های گران قیمت چاپ سهبعدی فلزی مانندSLM و ... باشد
printing methods, including Powder Bed Fusion, Directive Energy Deposition, Binder Jet and extrusion of materials. In the additive manufacturing method based on extrusion of materials, the high viscosity molten filament is selectively deposited layer by layer on the machine table through a nozzle, which is usually made of steel. In most 3D printers, horizontal movements are performed by the head or nozzle and vertical movement is done by the table, and for selective and precise movement of each axis, stepper motor and ball screw systems or timing belts are used. In plunger or screw printers, due to the weight of the print head, all three movements are performed by the printer table. In this Thesis, 316L steel parts are printed by material extrusion or FFF method. The output parts of this stage are called green part, which includes 316L steel powder and polystyrene polymer. The next step is the debinding step. For this step, the oven is designed and built by the research team. At this stage, after placing the parts inside the oven, the temperature inside the oven is gradually raised to 120 -based systems, and a variety of metal-based systems, and solid sheet-based systems, molten material-based systems, powder-processing process such as finishing piece and finally the application of the piece. Types of additive manufacturing systems include photopolymer-based method, and the main difference between them in printable materials is how the layers are created and the layers are glued together. Steps of making a piece in additive manufacturing include preparing CAD model, converting CAD model to STL file, sending STL file to printing machine, machine settings, making piece, removing extra parts such as supports, post-aided design system, then the digital file is converted into layers of a certain thickness, and Finally, the parts are made in layers by adding materials. The thinner the layers, the more accurate the final shape of the piece will be and the closer it will be to the CAD file. All additive manufacturing machines up to now use the layer-3D printing or additive manufacturing is actually the construction of a 3D object from the CAD model or digital 3D model. The term additive manufacturing is a formal term for what was formerly called rapid prototyping and what is popularly known as 3D printing. The basic principle of additive manufacturing technology, called AM for short, is that first a model is prepared by a computer░11percent weight loss is observed in the final parts, which is due to the removal of the polymer inside the parts. Also, due to the shrinkage due to the exit of the polymer in the z axis, about 18 to 23 and in the X and Y axes about 13 to 18 reduction in The dimensions of the part are created that in order for the parts to be functional, these shrinkage percentages must be considered in the design phase of the parts. In the case of sample hardness, it is about 30 higher than SLM samples, and this is one of the advantages of this method. Regarding the surface quality of the parts, the quality of the sintered part is obtained at the level of precise casting and after performing processing operations such as grinding, the quality of the surface is higher. In general, the hardness of FFF parts is higher than SLM parts, and in other cases, at least 75 of SLM results can be obtained, and because SLM costs much more than FFF and at least 20 times, this method can be an alternative to expensive 3D printing methods be a metal dimension such as SLM and ....- C for about 4 hours, and then to remove oxygen gas, a stream of nitrogen gas with a pressure of 0.2 bars in the oven Is blown and after ensuring the complete release of oxygen gas, nitric acid with a purity of 65 is injected into the oven and due to the heat inside the oven is completely evaporated and penetrates into the green parts and with The polystyrene reacts to produce formaldehyde gas. Due to its toxicity and explosion hazard, formaldehyde gas is directed out of the laboratory through an outlet on the oven in the presence of oxygen. It takes 6 hours to get a brown piece that is completely weak due to the release of polymer and can not even bear its weight. In the last step, the brown pieces inside the vacuum Furnace with a specific temperature profile are sintered for 14 hours and becomes the final piece. After the above three steps, for parts with four different printing patterns, the weight of the green parts and the parts after sintering are taken by a precision digital scale, which is about 9
Investigation of shrinkage percentage, roughness and hardness of SS۳۱۶L specimens produced by FFF metal ۳D printing
جلیلی، علیرضا
Jalili, Alireza
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
