۲۴۰۵۰پ
per
مقایسه خواص مکانیکی نمونه های SS۳۱۶L تولید شده به روش چاپ سه بعدی فلزی FFF وSLM
Comparison of mechanical properties of SS۳۱۶L specimens produced by FFF and SLM metal ۳D printing
/زهرا لطفی زارعی
: مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۹
، میرزائی
۹۹ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
ساخت و تولید
۱۳۹۹/۰۶/۳۱
تبریز
چاپ سه بعدی جزء فرآیندهای جدید ساخت می‌صباشد که برای تولید قطعات حساس و پیچیده، با اضافه کردن مواد بصورت لایه به لایه امروزه مرسوم شده است .تکنیک‌صهای مختلفی در این چاپ سه بعدی وجود دارد که برخی از آن‌صها برای تولید قطعات پلیمری، برخی فلزی و سرامیکی می‌صباشد .در میان آنها اکستروژن مواد یکی از متنوع‌صترین و پرکاربردصترین آن است .این روش یکی از جدیدترین و کم هزینه‌صترین روش برای تولید قطعات فلزی با دانسیته بالا و سرامیک ها می‌صباشد .استفاده از فرآیند چاپ سه بعدی برای تولید قطعات فلزی تحقیقات زیادی در حال انجام است .در این پایان نامه، با روصش‌صهای چاپ سه بعدی ساخت فیلامنت ذوبی و ذوب گزینشی لیزر قطعاتی از جنس SS۳۱۶L تولید می‌صشود .هدف از انجام این پایان نامه مقایسه خواص مکانیکی نمونه‌صهای SS۳۱۶L پرینت شده به دو روش FFF و SLM می‌صباشد .روش FFF مانند روش قالب‌صگیری تزریق فلز نیاز به فیداستوک صهایی دارد تا بوسیله آن فیلامنت مورد نیاز برای پرینت قطعات تولید شود .این فید استوک‌صها شامل بایندر ترموپلاستیکی و پودر فلز است .فیلامنت تولیدی دارای بیشتر از ۵۵ حجمی یا ۹۰ وزنی فولاد می‌صباشد .قطر فیلامنت mm۷۵/۱ می‌صباشد .در تولید افزایشی اکستروژن مواد، مواد مذاب یا ویسکوز از طریق یک نازل هل داده می‌صشوند و بر اساس طرح سه بعدی قطعه که بصورت فرمت STL به نرم افزار پرینت سه بعدی انتقال داده شده بصورت لایه به لایه رسوب می‌صکنند تا لایه‌صها انباشته شده و متعاقبا یک جسم سه بعدی ایجاد شود .پارامترهای بهینه پرینت در روش FFF با دمای اکسترودر ░C۲۳۵، دمای میزساخت ░ C۹۵و سرعت پرینت mm/sec۳۰ می‌صباشد .بعد ازپرینت، نمونه‌صها در داخل آون که دارای محیطی اسیدی با درصد خلوص ۶۸ درصدی هستند قرار داده می‌صشوند و در دمای ░ C۱۲۰فرآیند بایندر زدایی انجام شد .سپس نمونه‌صهای تولیدی به روش FFF بعد از بایندر زدایی در داخل کوره خلا در دماهای ░C۱۱۸۰، ░ C۱۲۵۰و ░ C۱۳۳۰زینتر شدند .که بهترین دمای زینتر ░ C۱۲۵۰بدست آمد .سپس نمونه-های روش SLM نیز با پارامترهای پرینت از جمله ضخامت لایه إm۳۰، توان لیزر ماشینw۲۰۰ ، پودر اتمیزه گازی با اندازه إm۶۵- پرینت شدند .خواص مکانیکی نمونه‌صهای پرینت شده با هر دو روش با یکدیگر مقایسه شدند .میانگین استحکام نهایی نمونه‌صهای FFF و SLM بترتیب۴۸۰ و ۵۲۹ مگاپاسکال بدست آمد .در واقع، روش SLM استحکام کششی بیشتری نسبت به روش FFF دارد .میانگین ماکرو سختی نمونه‌صهای FFF و SLM بترتیب ۵/۲۳۵ و ۱۷۹ ویکرز می‌صباشد و انرژی شکست حاصل از تست ضربه شارپی برای نمونه‌صهای FFF و SLM بترتیب ۲۰ و ۳۰ ژول بدست آمد .تمام این مراحل دارای پارامترهای تنظیم بسیاری می‌صباشد که باید هر مرحله به دقت و درستی انجام گیرد تا بر خواص قطعه تاثیر منفی نگذاشته و قطعه تلرانس هندسی خوب و کیفیتی مطلوبی داشته باشد
m size. The mechanical properties of the printed samples were compared by both methods. The average final strength of FFF and SLM samples was 529 and 480 MPa, respectively. In fact, the SLM method has more tensile strength than the FFF method. The average hardness of FFF and SLM samples was 235.5 and 179 Vickers, respectively, and the fracture force of the Sharpe impact test for FFF and SLM samples was 20 and 30 joules, respectively. All these steps have many adjustment parameters that each step must be done accurately and correctly to perform the next step and ultimately do not have a negative impact on the specific part and the component has a good geometric tolerance and good qualityإm, laser power of machine 200w and gas atomized powder with lower than 65إC. Then, the samples of SLM method were printed by Noura Laye Negar company with printing parameters such as layer thickness of 30 ░ C. The best sinteing temperature was 1250 ░ C and 1330 ░ C, 1250 ░ C. The specimens were then sintered by FFF method after debinding in a vacuum furnace at 1180 ░ C and printing speed of 30 mm / sec. After printing, the samples are placed in an oven with an acidic environment with a purity of 68 and the debinding process is performed at 120 ░ C, build temperature of 90 ░ 3D printing is one of the new manufacturing processes that has become common today to produce sensitive and complex parts by adding materials layer by layer. There are various techniques in 3D printing, some of which are for the production of polymerIC parts, some for metal and ceramics. Among them, material extrusion is one of the most diverse and widely used. This method is one of the newest and least expensive methods for the production of high density metal parts and ceramics. The utilizing of 3D printing process to produce metal parts is increasing. In this thesis, we want to produce SS316L parts with fused filament fabrication and selective laser melting techniques. The purpose of this thesis is to compare the mechanical properties of SS316L samples printed by FFF and SLM methods. This method, like the metal injection molding method, requires feedstocks to produce the filament needed to print the parts. These feed stocks include thermoplastic binders and metal powders. The produced filament has more than 55 . Vol or 90 .wt of steel powder. The diameter of the filament is 1.75 mm. In metal extrusion additive manufacturing, molten or viscous materials are pushed through a nozzle and deposited layer by layer according to the three-dimensional design of the part, which is transferred to the 3D printing software in STL format, eventually a three-dimensional object is created. The optimal printing parameters in the FFF method are extruder temperature of 325
Comparison of mechanical properties of SS۳۱۶L specimens produced by FFF and SLM metal ۳D printing
لطفی زارعی، زهرا
Lotfi, Zahraa
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
