بررسی پارامترهای گوناگون موثر در طراحی مجموعه نازل پرینتر سه بعدی FDM برای تولید استخوان مصنوعی بر پایهی شبه پلاستیک PLA

تولید افزایشی نخستین بار در اواسط دهه هشتاد میلادی توسط چاک هال توسعه داده شد. از آن زمان تا کنون پیشرفت های شگرفی در کاربردهای چاپ گرهای سه بعدی به وجود آمده است؛ تولید اندام مصنوعی نظیر استخوان با استفاده از مواد شبه پلاستیک همانند PLA یکی از این کاربردها می باشد. طراحی چاپگرهای سه بعدی تحت تاثیر دو عامل ماده مورد استفاده و مکانیزم حرکتی آن می باشد. دستگاه چاپ گر سه بعدی FDM به واسطه سرعت، دقت، قیمت مناسب و مهمتر از همه سازگاریی که با مواد و محدودیت های مواد پلیمری دارد، از جمله محبوب ترین انواع پرینترهای سه بعدی در تولید اندام مصنوعی می باشد. یکی از مهم ترین اجزای دستگاه FDM نازل آن می باشد چرا که تاثیر مستقیمی بر کیفیت و دقت چاپ دارد. بررسی رفتار پلیمر مذاب در درون نازل دستگاه و تاثیر عواملی چون قطر و زاویه نازل بر افت فشار و نیروی مورد نیاز برای به حرکت درآوردن فیلامنت ها باعث طراحی بهینه در نازل و انتخاب موتور مناسب برای دستگاه خواهد شد. در این پژوهش از مدل آرنیوس به منظور بررسی رفتار پلیمر مذاب در نازل دستگاه استفاده شده است. پس از محاسبه میزان افت فشار ابعاد مناسب نازل تعیین و سپس اثر کمانشی نیروی پسای حاصل از آن بر فیلامنت ها و از آنجا قدرت مناسب موتور محرک فیلامنت ها به منظور غلبه بر این نیرو محاسبه گردیده است.

Keywords:

چاپ گر سه بعدی , دستگاه FDM نازل- مدل آرنیوس , فیلامنت