أثر الخواص الميكانيكية للمطبوعات ثلاثية الأبعاد المنتجة بتقنية النمذجة بالراسب المنصهر على اختيار الخامات الملائمة لتطبيقاتها

العناوين الأخرى

The impact of the mechanical properties of 3D prints produced by the fused deposition modelling technique on proper selection for selected application

المؤلف

رمضان، سارة إبراهيم عبد الرحمن

المصدر

مجلة التصميم الدولية

العدد

المجلد 13، العدد 3 (31 مايو/أيار 2023)، ص ص. 247-259، 13ص.

الناشر

الجمعية العلمية للمصممين

تاريخ النشر

2023-05-31

دولة النشر

مصر

عدد الصفحات

13

التخصصات الرئيسية

الفنون

الموضوعات

الملخص AR

احتلت الطباعة ثلاثية الأبعاد في الآونة الأخيرة مركز الصدارة في مجالات التصنيع المختلفة لإنتاج العديد من المنتجات الحيوية و الحساسة و التي تتطلب مرونة و متانة و أبعاد معينة.

هناك أنواع مختلفة من طرق معالجة الخامات و التي تعتمد عليها تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لمعالجة مواد مختلفة بطرق مختلفة لصنع المجسم النهائي و هي : التلبيد (sintering)-الصهر (melting)-الترسيب بالبلمرة الضوئية (stereolithography) بحيث تنبثق تحت كل طريقة منها عدة تقنيات للطباعة تختلف فيما بينها بنوعية المادة الخام و الخواص المطلوبة للمنتج و تطبيقاته.

كما تلعب الخواص الميكانيكية دورا هاما في تحديد جودة المطبوعات ثلاثية الأبعاد و لتحقيق الأداء الأمثل لكل منتج يجب تحديد الخامة المناسبة لإنتاجه بحيث يفي المطبوع ثلاثي الأبعاد بالغرض المخصص لاستخدامه ؛ في ظل تعرضه لمجموعه من الإجهادات الميكانيكية كقوى الشد والتآكل.

و تعتبر تقنية النمذجة بالراسب المنصهر من أكثر تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد شيوعا في السوق المصري نظرا لانخفاض تكاليف الخامات و الماكينات التي تعمل بهذه التقنية فضلا عن تنوع مطبوعاتها من حيث درجة المرونة أو الصلابة و تنوع استخدامها في العديد من المجالات.

يعد اختيار الخامة ميزة مهمة في تحقيق الأداء المطلوب في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، و لا سيما للأداء الميكانيكي الذى يحدد أقصى قدرة للتحمل و مدى التوافق بين المطبوع ثلاثي الأبعاد و الغرض من استخدامه.

من خلال استيفاء الخواص الميكانيكية الأساسية المطلوبة لتحمل ضغوط الاستخدام مما يحسن من فاعليه أداء المطبوع ثلاثي الأبعاد و طول عمره التشغيلي و بالتالي تحقيق الجودة المطلوبة.

و ذلك من خلال رصد قيم (قوة الشد، معامل الشد، إجهاد الكسر، قوة الانحناء (التمزق)، معامل الانحناء، مقاومة الكسر) لمجموعه من العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد و المفاضلة بينهم عن طريق قيم قياس تلك الخواص و بالتالي تحديد التطبيقات الأنسب لكلا منها على حده.

الملخص EN

3D printing technology; it is a technique that uses computer-aided design (cad) and is one of the most modern manufacturing methods recently due to its capabilities in manufacturing different models without being restricted to a specific form of design, as well as printing models that have the required mechanical properties with lighter weight and less consumption of raw materials as well as the diversity of raw materials used, which made it invade most important industries in proportion to its applications, and to achieve this, it is necessary to take into account the mechanical properties most appropriate for the purpose of use in order to achieve the highest printing quality, as well as saving time, effort, and replacement costs through the appropriate selection of the appropriate material for each application separately.

research problem : -printing 3D prints using the fused deposition modeling technique with polymeric materials that are not chosen in proportion to the mechanical stresses to which the 3D print is exposed in various applications.

-the short service life of the 3D prints produced with this technology due to its inability to withstand the mechanical stresses of use, such as the tensile and corrosion resistance that arises from friction.

objective : -printing three-dimensional prints with mechanical properties that meet the purpose of their use.

-make maximum use of the mechanical properties of each raw material.

-determine the suitable material (polymer) for the production of 3D prints using the fused deposition modeling technique, in proportion to the mechanical stresses of the application.

Significance : -the importance of determining the optimal raw materials for printing products with mechanical properties suitable for use is an important indicator of the effectiveness of 3D printing in the functional performance entrusted to it, which achieves better efficiency and higher suitability to withstand pressure and thus achieve high quality.

- increasing the operational life of the 3D print due to its ability to withstand tensile and corrosion stresses for longer periods, and thus the length of its operation or consumption, and thus saving replacement costs and printing a new print to replace it.

research sample : printing five samples of 3D prints from different materials (the most common in the Egyptian market) and measuring them with force measuring devices.

methodology : the research followed the experimental descriptive approach, where the theoretical study follows a comprehensive presentation of 3D printing techniques in general and the fused deposition modeling technique in particular, and the most common raw materials in use in Egypt in this technique and a review of the basic mechanical properties and an experiment by printing 3D prints and measuring them and deducing the purpose of using both of which .

experimental work : practical experiments to measure the tensile and corrosion resistance separately for five samples of 3D prints printed with different polymeric (resin) materials separately (the most widely used in the Egyptian market), which are used in 3D printing by the fused deposition modeling technique; and to reach the most appropriate applications for each material by monitoring the tensile and corrosion resistance values of the prints produced from these resin materials.

results : 1-3D prints printed with PLA are characterized by: higher tensile strength than abs , higher modulus of bending than BETG, abs, PLA wood, higher in flexural strength and tensile modulus than pc-abs, PLA wood, abs), highest fracture stress of pc- abs, PLA wood, more abrasion resistant than PLA wood, abs, 2-3D prints printed with BETG material are characterized as : the highest tensile strength, flexural strength and corrosion resistance of all materials, higher tensile strength than pc-abs, abs, PLA., higher in fracture stress than PLA wood, pc-abs, PLA wood, higher modulus of bending than (PLA wood, pc-abs) 3- 3D prints printed with abs material are characterized by : the highest stress fracture and bending coefficient ever, lowest corrosion resistance, tensile strength and tensile modulus ever, higher in flexural strength than (PLA wood, pc-abs).

4- the 3D prints printed with pc-abs material are characterized as: the highest tensile strength of abs, PLA, highest tensile modulus of abs, the least ever in bending strength, higher wear resistance than PLA wood, abs, higher in fracture stress and flexural modulus than PLA wood 5- the 3D prints printed with PLA wood are characterized by : -highest tensile strength ever.

- higher tensile modulus than pc-abs, abs, higher in bending strength than pc-abs.

-higher corrosion resistance than abs, the least ever in stress fracture and bending modulus.

نمط استشهاد جمعية علماء النفس الأمريكية (APA)

رمضان، سارة إبراهيم عبد الرحمن. 2023. أثر الخواص الميكانيكية للمطبوعات ثلاثية الأبعاد المنتجة بتقنية النمذجة بالراسب المنصهر على اختيار الخامات الملائمة لتطبيقاتها. مجلة التصميم الدولية،مج. 13، ع. 3، ص ص. 247-259.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1460400

نمط استشهاد الجمعية الأمريكية للغات الحديثة (MLA)

رمضان، سارة إبراهيم عبد الرحمن. أثر الخواص الميكانيكية للمطبوعات ثلاثية الأبعاد المنتجة بتقنية النمذجة بالراسب المنصهر على اختيار الخامات الملائمة لتطبيقاتها. مجلة التصميم الدولية مج. 13، ع. 3 (أيار 2023)، ص ص. 247-259.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1460400

نمط استشهاد الجمعية الطبية الأمريكية (AMA)

رمضان، سارة إبراهيم عبد الرحمن. أثر الخواص الميكانيكية للمطبوعات ثلاثية الأبعاد المنتجة بتقنية النمذجة بالراسب المنصهر على اختيار الخامات الملائمة لتطبيقاتها. مجلة التصميم الدولية. 2023. مج. 13، ع. 3، ص ص. 247-259.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1460400

نوع البيانات

مقالات

لغة النص

العربية

الملاحظات

يتضمن مراجع ببليوجرافية : ص. 258-259

رقم السجل

BIM-1460400