مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی و نظری اثر قطر نازل استفاده شده در فرآیند پرینت سه‌بعدی گرانولی بر روی گشتاور ماردون و فشار کاری ماده خروجی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
چکیده:

امروزه استفاده از پرینت سه‌بعدی به منظور نمونه سازی به خوبی در صنعت شناخته شده است و تلاش ها در این جهت است که بتوان قطعات عملکردی را نیز در دایره قابلیت های این تکنولوژی وارد نمود تا وسعت عملکردی آن بیش از گذشته شود و جایگزین روش های ساخت دیگر در تولید کم تیراژ گردد. در این بین محدودیت در جنس مواد رایج که به صورت رشته ای(فیلامنتی) هستند و محدودیت در ساخت قطعات بزرگ، مانعی در این مسیر است. به منظور استفاده از مواد مختلف و جدا شدن از این محدودیت‌ها، استفاده از مواد اولیه گرانولی مورد توجه قرار دارد. در این مقاله مواد اولیه گرانولی با جنس ABS که دارای کاربرد فراوانی در صنعت می‌باشد انتخاب گردیده است و تحلیل سیستم اکسترودر با قابلیت استفاده از مواد اولیه گرانولی مورد توجه قرار گرفته است. همچنین ویژگی های عملکردی اکسترودر شامل فشار کاری مجموعه، سرعت چرخش مورد نیاز ماردون و گشتاور لازم برای چرخش آن برای یک دبی ثابت واقعی استخراج شده است که می‌تواند پایه‌ای در شناخت بهتر این سیستم باشد و در نهایت تست‌های آزمایشگاهی بر روی مجموعه طراحی شده اکسترودر، مادون و سیستم محرکه به همراه سیستم حرارتی آن انجام گردید که نتیجه آن روند دیده شده در معادلات نظری را تایید می­کند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Experimental and analytical effect of nuzzle diameter on screw torque and operating pressure in pellet 3D printing

نویسندگان English

Mohammad Mahdi Salehi
Mohammad Reza Movahhedy
Sharif University of Technology
چکیده English

Nowadays using 3D printing for prototyping is well known in industrial applications and there are efforts to make functional parts with this technology to reach low volume production markets. By using pellets rather than filaments, the limitations caused by lack of variety of materials can be conquered. Also there will be no need to make a massive part as several divided parts and then glue them together.

In this article pellets of ABS, that are well known and functional in industry, are analysed for an extruder to investigate the ability of pellet material extruding. Characteristic specifications of extruder such as operating pressure, screw rotational speed and required torque for rotating the screw are achieved for they are important factors to find out the mechanism for experimental tests and selecting suitable operating parts such as motor and gearbox. At the end, the experimental tests on designed system are done and the result approved the trends of theoretical data.

کلیدواژه‌ها English

3D printing
Pellet
Extruder
Torque
Operating pressure
Experimental tests
1. Groover MP. Fundamentals of modern manufacturing: materials processes, and systems: John Wiley & Sons; 2007.
2. Liu S, Zhao P, Wu S, Zhang C, Fu J, Chen Z. A Pellet 3D Printer: Device Design and Process Parameters Optimization. Advances in Polymer Technology. 2019;2019:5075327.
3. Whyman S, Arif KM, Potgieter J. Design and development of an extrusion system for 3D printing biopolymer pellets. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018;96(9):3417-28.
4. Valkenaers H, Vogeler F, Ferraris E, Voet A, Kruth J-P, editors. A novel approach to additive manufacturing: screw extrusion 3D-printing. Proceedings of the 10th International Conference on Multi-Material Micro Manufacture; 2013: Research Publishing; Singapore.
5. Netto JMJ, Idogava HT, Santos LEF, de Castro Silveira Z, Romio P, Alves JL. Screw-assisted 3D printing with granulated materials: a systematic review. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021:1-17.
6. Marschik C, Roland W, Miethlinger J. A network-theory-based comparative study of melt-conveying models in single-screw extrusion: A. isothermal flow. Polymers. 2018;10(8):929.
7. Crawford RJ, Martin PJ. Plastics engineering: Butterworth-Heinemann; 2020.
8. Giles Jr HF, Mount III EM, Wagner Jr JR. Extrusion: the definitive processing guide and handbook: William Andrew; 2004.