بررسي تجربي فرآيند پس‌پردازش برشكاري ليزري قطعات ساخته‌شده افزودني از جنس پلي‌لاكتيك‌اسيد به‌كمك چاپگرهاي سه‌بعدي به روش FDM

Experimental Investigation of Laser Cutting Post Process of Additive Manufactured Parts of Poly Lactic Acid (PLA) by 3D Printers Using FDM Method

فناوري چاپ سه‌بعدي بدون نياز به ابزارهاي جانبي در صنايع مختلفي به‌كار مي‌رود زيرا داراي انعطاف‌پذيري در توليد است و سبب كاهش اتلاف مواد مي‌شود. در اين مقاله به بررسي تجربي فرآيند برشكاري ليزري ورقه ساخته‌شده از پلي‌لاكتيك‌اسيد توسط چاپگر سه‌بعدي پرداخته شده است. روش چاپ ورقه‌ها به‌كمك روش لايه‌نشاني هم‌جوش (FDM) صورت پذيرفت. توليد ورقه‌ها با ضخامت 3/2ميلي‌متر و با شرايط بهينه (ضخامت هر لايه 27/0‌ميلي‌متر، كاملاً توپر و دماي اكسترودر C°226/62) چاپ شد. ليزر مورد استفاده در اين مقاله، ليزر CO2 كم‌توان با موج پيوسته است. پارامترهاي ورودي ليزر شامل سرعت برش ليزر، موقعيت نقطه كانوني و توان ليزر به‌عنوان متغير انتخاب شد. با انجام چند آزمايش بازه موثر هر پارامتر مورد ارزيابي قرار گرفته شد. عرض بريدگي بالايي و پاييني، زاويه مخروطي‌شدن و نسبت عرض بريدگي بالايي به عرض بريدگي پاييني پارامترهاي خروجي فرآيند انتخاب شد. ميكروسكوپ نوري براي بررسي مشخصات هندسي شيارهاي برش نمونه‌ها مورد استفاده قرار گرفته شد و سپس با استفاده از نرم‌افزار Imagej تصاوير اندازه‌گيري شدند. هدف از انجام اين مقاله فرآيند برشكاري ليزري براي دستيابي به شيارهاي برش باكيفيت مناسب و تنظيمات مناسب پارامترها ورودي ليزر است

3D printing technology is used in a variety of industries without auxiliary tools because it is flexible in producing and reduces the waste of material. In this paper, the laser cutting process of polylactic acid sheets has been investigated by a 3D printer. The fused deposition modeling (FDM) method was used for printing the sheets. Production of sheets with a thickness of 2.3 mm by optimal conditions was conducted (each layer was perfectly solid with a thickness of 0.27 mm, and the extruder temperature of 226.62 °C). The laser used in this paper is a CO2 lowpower, continuous-wave laser. Laser input parameters including laser cutting speed, focal point position, and laser power were selected as the variables. By performing several experiments, the effective range of each parameter was evaluated. The upper and lower cut width, the angle of cone and the upper cut width ratio to the lower cut width of the process output parameters were selected. The optical microscope was used to examine the geometric characteristics of cutting kerf of the samples and then the images were measured using ImageJ software. The purpose of this paper is the laser cutting process to achieve cutting kerfs with good quality and proper setting of laser input parameters.