چاپگر سه بعدی با قابلیت تولید کامپوزیت‌های الیافی در دانشگاه صنعتی اصفهان طراحی و ساخته شد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان با طراحی و ساخت بزرگترین چاپگر سه بعدی مجهز به دو سامانه لایه گذار، امکان تولید کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف به منظور بهره گیری در صنایع مختلف را فراهم آوردند.

 

حسین حسنی، عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان با بیان این که چاپ سه بعدی با روش لایه گذاری مذاب پلیمری (FFF) به علت هزینه پائین، در حال تبدیل شدن به یکی از پر اهمیت‌ترین روش‌های تولید قطعات صنعتی است، افزود: با این وجود قطعات تولید شده با این روش، نسبت به روش‌های متداول دیگر، استحکام پایین‌تری دارند.

دکتر حسین حسنی افزود: نتایج پژوهش‌ها نشان داد با بهره گیری از شیوه تغذیه همزمان الیاف ممتد در حین فرآیند چاپ سه بعدی، می‌توان استحکام قطعات چاپ شده سه بعدی را افزایش داد.

وی ادامه داد: گروهی از محققان دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان با بهره گیری از روش چاپ با تغذیه همزمان الیاف و پلیمر که (CFC) نام دارد، موفق شدند تا ضمن بومی سازی فناوری طراحی و تولید چاپگر‌های سه بعدی مجهز به تغذیه همزمان الیاف، بزرگترین چاپگر سه بعدی کشور که از دو سامانه لایه گذار جهت تولید نمونه‌های کامپوزیتی-پلیمری استفاده می‌کند را طراحی و تولید نمایند.

عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان با اشاره به امکان تولید دقیق قطعات پیچیده سه بعدی تا ابعاد ۷۰ در ۴۸ در ۴۸ سانتی متر با بهره گیری از دستگاه ساخته شده، افزود: در این چاپگر یکی از دو سامانه لایه گذار، توانایی تغذیه همزمان الیاف ممتد با کارایی بالا نظیر الیاف کربن، شیشه و کولار همراه با پلیمر را دارد و سامانه دیگر به صورت جداگانه رشته‌های پلیمری گرمانرم نظیر پلی لاکتیک اسید، اکریلو نیتریل بوتادین استایرن، پلی استر، پلی پروپیلن و نایلون را لایه گذاری می‌نماید.

وی اضافه کرد: استفاده از دو سامانه لایه­گذاری در این دستگاه، امکان چاپ سه بعدی سریع‌تر سازه و نیز تقویت موضعی قطعه تولید شده جهت ساخت کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف را فراهم نموده است.

حسنی ادامه داد: این دستگاه قادر است، کامپوزیت‌های سه بعدی و دو بعدی تقویت شده با الیاف را در شکل‌های سه بعدی تولید نماید که این نوع کامپوزیت در صنایع مختلف نظیر حمل و نقل؛ صنعت هوا فضا و ... کاربرد دارد.

عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان به برخی کاربرد‌های استفاده از این شیوه درتولید کامپوزیت‌ها اشاره کرد وگفت: به عنوان نمونه می‌توان به تولید قطعات پرکاربردی نظیر پروتز‌های مصنوعی جهت استفاده افراد معلول، پره توربین‌های بادی در مقیاس کوچک، تولید قطعات پیچیده مورد استفاده در ماشین­های صنعتی، و قطعات ضربه گیر خودرو مانند جعبه‌های تصادف اشاره نمود.

حسنی اضافه کرد: در کنار فرآیند طراحی و ساخت بزرگترین چاپگر سه بعدی مجهز به دو نازل لایه گذار جهت تولید کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف ممتد، این محققان موفق شدند تا ضمن تولید رشته‌های پلیمری مورد نیاز برای تغذیه به چاپگر‌های سه بعدی با ضخامت ۱ و ۷۵ میلی­متر و یکنواختی بالا به خودکفایی رسیده و نیاز به واردات این اقلام را نیز مرتفع کنند.

گفتنی است، این طرح حاصل همکاری پژوهشی آرمین یزدانی راد و محمد حسین نساج پور از دانشجویان کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان با راهنمایی آقایان دکتر حسین حسنی و دکتر محمد ذره بینی از اعضای هیئت علمی این دانشگاه است.