بررسی اثر جنس پلیمر و پارامترهای ساخت قطعات ساخت افزایشی بر روی خواص الاستیک اندازه گیری‌شده به روش آزمون فراصوتی
پذیرفته شده برای پوستر ، صفحه 1-8 (8)
کد مقاله : 1045-ISAV2022 (R2)
نویسندگان
گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
چکیده
امروزه روش ساخت افزایشی برای ساخت قطعات به‌سرعت در حال توسعه است. اطلاع از خواص مکانیکی قطعاتی که از این فرایند تولیدی به دست می آیند، نیز بسیار با اهمیت است. در این مقاله، خواص الاستیک و خصوصیات آکوستیک دو نوع مادۀ پلیمری بررسی خواهد شد. یکی از روش های اندازه گیری خواص الاستیک قطعات روش آزمون غیرمخرب فراصوتی است. تغییر در پارامترهای ساخت، از جمله جنس قطعه، سرعت لایه گذاری و ضخامت لایه بر روی خواص الاستیک قطعۀ ساخته‌شده مؤثر است. ازاین‌رو، تأثیرات تغییرات این پارامترها بر روی خواص نهایی قطعات ساخته‌شده بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با تغییر این پارامترها، خواص الاستیک و آکوستیک با گرفتن سیگنال های فراصوتی قطعات تغییرات زیادی خواهد داشت. چهار نمونه که دو نمونۀ آنها از جنس ABS و دو نمونه از جنس PLA استفاده شد. همچنین، از دو ضخامت لایه و سرعت لایه گذاری استفاده شد. سپس، ضرایب الاستیک با تانسور اورتوتروپیک برای قطعات ناهمسانگرد و تضعیف موج برای جهت های مختلف محاسبه شد.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Investigating the effect of polymer type and manufacturing parameters of additive manufacturing parts on elastic properties measured by the ultrasonic test method
Authors
Alireza Bagheri-Bami, Farhang Honarvar
Abstract
Today, the additive manufacturing method is developing rapidly for fabricating the parts. It is also very important to find the mechanical properties of the parts obtained from this production process. In this article, the elastic we will be investigated and the acoustic properties of two types of polymer materials. One of the methods of measuring the elastic properties of parts is the ultrasonic non-destructive testing method. Changes in the manufacturing parameters, including the material of the part, the layering speed, and the thickness of the layer are effective on the elastic properties of the manufactured part. Therefore, the effects of changes in these parameters on the final properties of the manufactured parts have been investigated. The results show that by changing these parameters, the elastic and acoustic properties of the parts will change a lot. The result of elastic coefficients was calculated with elastic tensor for anisotropic parts and wave attenuation for different directions. Four samples, two samples of ABS, and two samples of PLA were used. Also, two-layer thicknesses and layering speed were used. Then, the elastic coefficients were calculated with the anisotropic tensor for the anisotropic parts and the wave attenuation for different directions.
Keywords
additive manufacturing, ultrasonic test, elastic properties, acoustic properties
مراجع
<p>1. F. Honarvar and A. Varvani-Farahani, “A review of ultrasonic testing applications in additive manufacturing: Defect evaluation, material characterization, and process control,” Ultrasonics, vol. 108. Elsevier B.V., Dec. 01, )2020(.</p>
<p>2. R. Livings, V. Dayal, and D. Barnard, “Characterization of 3D rapid prototyped polymeric material by ultrasonic methods,” in AIP Conference Proceedings, vol. 1650, pp. 807–816, (2015).</p>
<p>3. L. Huang, N. Dyaur, and R. R. Stewart, “Elastic properties of 3D-printed physical models: Fluid substitution observations in cracked media,” in SEG Technical Program Expanded Abstracts, vol. 34, pp. 3100–3104, (2015) .</p>
<p>4. Y. L. Yap, W. Toh, R. Koneru, K. Lin, K. M. Yeoh, C. M. Lim, J. S. Lee, N. A. Plemping, R. Lin, T. Y. Ng, K. I. Chan, H. Guang, W. Y. B. Chan, S. S. Teong, and G. Zheng, “A non-destructive experimental-cumnumerical methodology for the characterization of 3D-printed materials—polycarbonate-acrylonitrile butadiene styrene (PC-ABS),” Mech. Mater., vol. 132, pp. 121–133, May (2019).</p>
<p>5. Y. L. Yap, W. Toh, R. Koneru, Z. Y. Chua, K. Lin, K. M. Yeoh, C. M. Lim, J. S. Lee, N. A. Plemping, R. Lin, T. Y. Ng, K. I. Chan, H. Guang, W. Y. B. Chan, S. S. Teong, and G. Zheng, “Finite element analysis of 3DPrinted Acrylonitrile Styrene Acrylate (ASA) with Ultrasonic material characterization,” Int. J. Comput. Mater. Sci. Eng., vol. 8, no. 1, Mar. (2019).</p>
<p>6. Y. Jin, T. Yang, H. Heo, A. Krokhin, S. Q. Shi, N. Dahotre, T. Y. Choi, and A. Neogi, “Novel 2D dynamic elasticity maps for inspection of anisotropic properties in fused deposition modeling objects,” Polymers (Basel)., vol. 12, no. 9, (2020).</p>
<p>7. M. H. Sadd, Elasticity: theory, applications, and numerics. Academic Press, (2009).</p>
<p> 8. J. L. Rose, Ultrasonic guided waves in solid media. Cambridge university press, (2014).</p>
<p>9. ASTM E494-20, “Standard Practice for Measuring Ultrasonic Velocity in Materials,” Am. Soc. Test. Mater. Int., vol. 03.03, p. 14, (2021).</p>
<p>10. ASTM D792-20, “Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement,” Am. Soc. Test. Mater. Int., vol. 08.01, p. 6, (2020).</p>
<p>11. ASTM E664/E664M-10, “Standard Practice for the Measurement of the Apparent Attenuation of Longitudinal Ultrasonic Waves by Immersion Method,” Am. Soc. Test. Mater. Int., vol. 03.03, p. 3, (2015).</p>