شماره راهنما :
1455 دكتري
پديد آورنده :
ناظم السادات ارسنجاني، محمود
عنوان :
بررسي تجربي و شبيه سازي عددي تف جوشي ليزري انتخابي غيرمستقيم ذرات آلوميناي كروي با پوشش پلي استايرن
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نوزده، 149 ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احسان فروزمهر، محسن بدرسماي
استاد مشاور :
مهدي جوانبخت
توصيفگر ها :
تف جوشي ليزري انتخابي غيرمستقيم , پلي استايرن , آلومينا , پوشش دهي
استاد داور :
مهدي احمدي نجف آبادي، احمد كرمانپور، مهدي كاروان، پيمان مصدق
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/07/09
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/07/09
چكيده فارسي :
چکیده فرآیندهای ساختافزودنی یا پرینت سهبعدی که بوسیله آنها قطعات پیچیده کاربردی با استفاده از مدل سهبعدی مستقیما ساخته میشوند درسالهای اخیر بهعنوان یکیاز مهمترین زمینههای تحقیق و توسعه مورد توجه قرار گرفته است روش تفجوشی لیزری انتخابی غیرمستقیم از معدود روشهای ساختافزودنی است که قابلیت فرآوری مواد سرامیکی را که فرآوری آنها با روشهای مرسوم سخت و یا در مواردی غیرممکن است با استفاده از مدل سهبعدی قطعه و با تفجوشی ذرات پودر کامپوزیتی سرامیک پلیمر فرآهمآورده است هدف از انجام این تحقیق امکانسنجی فرآوری ماده آلومینا بوسیله روش تفجوشی لیزری غیرمستقیم با استفاده از لیزر Nd YAG با طول موج 460 1 میکرومتر می باشد گرچه استفاده از این طول موج لیزر امکان افزایش عمق نفوذ پرتو لیزر در بستر پودر را در مقایسه با استفاده از لیزر 2 CO طول موج6 01 میکرومتر در حین فرآیند فرآهم میکند با این حال ماده آلومینا تقریبا نسبت به آن شفاف میباشد جهت غلبه بر این چالش ابتدا پوشش نازکی از یک ماده پلیمری بر روی ذرات پودر آلومینا ایجاد شده و سپس به مطالعه تجربی و عددی فرآیند تفجوشی این ماده پرداخته شد در مرحله نخست فعالیت تجربی جهت تولید پودر پوششدار روش جدید وارونگی فاز مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت سپس به طراحی و پیادهسازی تجهیزات مورد نیاز جهت پوششدهی ذرات به این روش پرداخته شد و در نهایت تولید ذرات پودر کامپوزیتی شامل ذرات پودر آلومینای کروی با الیه نازکی از پلیاستایرن یا پلیمتیل متاکریالت در ضخامتهای 2 1 4 5 6 و 8 میکرومتر بطور موفقیت آمیزی انجام شد نتایج تستهای SEM DSC FT IR و TGA نشان داد که امکان پوششدهی ذرات آلومینای با الیه نازک و یکنواختی از پوشش پلیاستایرن و پلیمتیل متاکریالت بواسطه کنترل پارامترهای فرآیند پوششدهی میسر است جهت بررسی تجربی فرآیند تفجوشی لیزری غیرمستقیم ابتدا به طراحی و پیادهسازی تجهیزات مورد نیاز شامل محفظه ساخت مکانیزم الیه نشانی و هموارسازی بستر پودر پرداخته شد سپس جهت تولید نمونههای خام بواسطه این فرآیند به بررسی پارامترهای لیزر با تولید نمونههای تک الیه به منظور اکتساب پنجره پردازش پارامترهای مناسب و استفاده از این پارامترها در تولید قطعات خام مکعبی شکل و قطعات خام سهبعدی با هندسه پیچیده پرداخته شد نتایج این بررسی عالوه بر تایید امکان تولید قطعات خام سه بعدی بواسطه کنترل پارامترهای فرآیند تفجوشی لیزری انتخابی نشان داد که قطعات خام تولیدی دارای استحکام مکانیکی مناسب و همچنین دارای چگالی بیشتری 1 18 نسبت به سایر تحقیقات گذشته میباشد در بررسی عددی فرآیند با در نظر گرفتن لیزر به عنوان موج الکترومغناطیس به مدلسازی الکترومغناطیس و حرارت لیزر در بستر ذرات پودر پرداخته شده است و رفتار میدان و افزایش دما در اثر نفوذ امواج الکترومغناطیس در فصلمشترک سطوح ذرات پودر مطالعه و بررسی شده است نتایج حاصل از شبیهسازی عددی اثرات ضخامت پوشش ذرات بر ضخامت الیه تفجوشی با اندازهگیری ضخامت الیه تفجوشی شده در بررسی تجربی مقایسه شده است نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت پوشش ضخامت الیه تفجوشی افزایش می یابد کلمات کلیدی پوششدهی آلومینا پلیاستایرن تفجوشی لیزری انتخابی غیرمستقیم
چكيده انگليسي :
Experimental Investigation and Numerical Simulation of Indirect Selective Laser Sintering of Polystyrene Coated Spherical Alumina Powder Seyed Mahmoud Nazemosadat m nazemossadat@me iut ac ir Date of Submission 2018 06 24 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree PhD Language FarsiSupervisor Ehsan Foroozmehr eforoozmehr@ cc iut ac irMohsen Badrosamay mohsen badrossamay @ cc iut ac irAbstractIndirect selective laser sintering SLS is one of the promising additive manufacturing AM methodsthat can process conventionally difficult or even impossible materials such as ceramics In this work an innovative phase inversion technique is used to fabricate spherical alumina particles coated with athin layer of polystyrene PS Then indirect SLS is used to fabricate green parts from the 2 15wt PS PMMA coated alumina particles via a Nd YAG laser The assessed SLS process parameters werethe scan speed laser power scan spacing pulse frequency and pulse width The characterization of theAL2O3 PS PMMA core shell composite particles was described using techniques including SEM formorphology FT IR for chemical bonding at the interfaces TGA for mass loss and DSC for glasstransition temperature Tg 3D green parts were then fabricated using proper process parameters as aproof of the feasibility of using SLS technique for AL2O3 PS core shell composite powder The resultsshowed that using a Nd YAG laser with less absorption by alumina and PS provides greater penetrationthrough a powder bed In addition the possibility of sound connections among particles in everydirection was observed due to the uniformity of the coating process in spite of a minimal amount ofbinder In addition green part density measurements show high values compared to previously reportedresults In numerical simulations considering laser as electromagnetic wave electromagnetic modelingand the heat generated by the interaction of the electromagnetic field with powder particles wasinvestigated in the COMSOL Multiphysics software version 5 2 In order to study the possibility ofincreasing the laser penetration in the powder substrate adding the percentage of silica powder to thealumina powder was investigated Also the effects of the volume ratio of alumina particles to silica onthe laser penetration depth was studied The results of numerical simulation with the layer thicknesswill be compared experimentally Keywords Indirect selective laser sintering spherical alumina powder core shell compositepowder phase inversion process thermoplastic
استاد راهنما :
احسان فروزمهر، محسن بدرسماي
استاد مشاور :
مهدي جوانبخت
استاد داور :
مهدي احمدي نجف آبادي، احمد كرمانپور، مهدي كاروان، پيمان مصدق
