14566

13137

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

شانزده، [99]ص.: مصور، جدول، نمودار

محسن بدرسماي

احسان فروزمهر

سيد محسن صفوي، مهدي كاروان

1398/02/04

كتابنامه

مهندسي مكانيك

مهندسي مكانيك

1398/02/09

2527070

چکیده در سالهای اخیر مطالعات و پژوهشهای انجام شده پیرامون فناوری ساخت افزودنی و فرآیند تفجو شی انتخابی ب ستر پودر بهو سیلهی لیزر SLS به شککدت رشککد کرده اسککت نتای حاصککل پیشککرفتهای چشککمگیری را در این زمینه حکایت میکنند با این حال هنوز چالشهایی همچون گسکتره محدود مواد قابل فرآوری ضکعف خواص مکانیکی در مقایسکه با قطعات تولید شکده به روشهای مرسکوم و ک ک ک ک ک تکرارپذیری پایین خواص پیشرو میبا شد از بین پارامترهای تاثیرگذار در فرآیند SLS توزیع دمای سطح پودر ب ستر ساخت احتماال مهمترین عامل تاثیرگذار بر سکاخت قطعات با خواص یکسکان و تکرارپذیر در فرآیند میباشکد این پژوهش با هدف بهینهسکازی عملیات ک ک ک ک پی شگرم در ب ستر پودر فرآیند SLS و توزیع کنترل شده دمای ب سترپودر به منظور د ستیابی به توزیع دمای یکنواخت در سطح پودر ب ستر ساخت و همچنین بهبود سیستم کنترل دما به منظور کاهش زمان ساخت انجام شده است برای انجام آزمایشات محفظهای مشابه محفظهی د ستگاه اصلی ساخته شد و با انتخاب گرمکن مناسب با توان بهینه و نصب آنها در موقعیت مناسب نسبت به سطح پودر بستر ساخت و همچنین اصالح هندسهی داخلی محفظه و سیستم کنترل دما و پیشگرم دستگاه توزیع دمای پودر بستر ساخت و همچنین عملکرد سیستم گرمایش قبل حین و بعد از تولید قطعه بهبود و ارتقا یافت پس از آن به منظور بررسکککی بهبود عملکرد دسکککتگاه قطعاتی از جنس پلیمر پلیآمید21 و پلیاسککتایرن تولید شککد نتای بدسککت آمده به خوبی نشککان میدهند که توزیع دمای سککطح پودر بسککتر سککاخت پس از بهبود یکنواختتر شککده به طوریکه اختالف دمای سککطح از حدود 12 درجه به کمتر از 6 درجهسککانتیگراد کاهش یافته اسککت همچنین بهبود سککیسککتم کنترل دما موجب کاهش زمان تولید قطعه و افزایش اسککتحکام اتصککال بین الیهها شککده اسککت این کاهش اختالف دمایی امکان فرآوری مواد حسکاس به تغییرات دما مانند پلی اسکتایرن را فراهم کرده اسکت به منظور بررسکی عملکرد دسکتگاه پس از بهینهسکازی ابتدا ک ک ک ک ک ک پلیمر پلیآمید21 فرآوری شد نتای آزمون کشش نشان داد استحکام نهایی 64 مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول 32 قابل دستیابی است پس از فرآوری موفقیتآمیز پلیآمید21 پلیمر پلیاسکککتایرن که دارای پنجره فرآوری حدود 11 درجهای اسکککت برای فرآوری و محک زدن سیستم گرمایش دستگاه استفاده شد نتای حاصل از فرآوری و آزمون کشش نشان میدهند که فرآوری این ماده موفقیتآمیز بوده و رسیدن به استحکام نهایی 61 71 مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول 57 2 امکانپذیر شده است فرآوری پلیمر پلیاستایرن PS نشان از قابلیت باالی دستگاه پس از بهینهسازی انجام شده در زمینه تولید قطعات باکیفیت از جنس مواد مختلف میباشد کلمات کلیدی ساخت افزودنی SLS تفجوشی انتخابی بستر پودر بهوسیله لیزر گرمکن بهینهسازی پنجره فرآوری پلیآمید21 پلیاستایرن

Optimization of Selective laser Sintering SLS for achieving uniform temperature distribution at powder bed surface Saeed Khazaee s khazaee@me iut ac ir Date of submission Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language PersianSupervisor Mohsen Badrossamay mohsen badrossamay@cc iut ac irAdvisor Ehsan Foroozmehr eforoozmehr@cc iut ac irAbstractIn recent years extensive studies have been conducted for the development of additive manufacturingtechnology and in particular Selective Laser Sintering SLS process Although the findings suggestsignificant advances in this regard there are Still challenges such as the limited range of materials to beprocessed the weakness of mechanical properties of parts compared to the components produced inconventional methods and the low repeatability of the properties Among the influential parameters inthe SLS process the distribution of surface temperature of the powder bed surface is probably the mostimportant factor in the manufacturing of components with the same and repeatable properties in theprocess The purpose of this study was to optimize the pre heating system in the SLS powder bed andto control the temperature distribution of building platform in order to achieve a uniform temperaturedistribution at the surface the bed as well as to improve the temperature control system to reduce thebuild time In order to mimics the real chamber of SLS system Firstly a similar test chamber wasdesigned and manufactured The design of the fabricated test chamber allowed to examine various typeof heaters for heating up the powder surface within the chamber as well as their location and layout After that several experiments were designed and carried out to find out the proper resistive heaterstype their optimum power and their hight These findings were implemented within the chamber ofSLS system The result of measuring the temperature powder bed surface of SLS system aftermodification using a thermal camera revealed that the temperature differences within the powder bedsurface decreased to less than 6oC The temperature difference on the powder surface was about 20 oCbefore the modification In order to investigate the performance of SLS system after modification seriesof test parts from Polyamid12 PA12 and Polystyrene PS material with wide window processing theultimate tensile strength and the fracture elongation of test samples were found to be 46 2 MPa and23 3 respectively which were quite superior propertis compared to the literature reports On the otherhand for PS material with narrower process window 10oC it was possible to produce intricate partssucssessfuly Besides the ultimate tesile strength and elongation of the tested parts were found to be17 67 0 46 MPa and 2 75 0 28 respectively reaviling the capability of the implementedmodifications Keywords Additive Manufacturing Selective laser sintering SLS Heater Optimization ProcessingWindow Polyamide12 Polystyrene

محسن بدرسماي

احسان فروزمهر

سيد محسن صفوي، مهدي كاروان