عنوان مقاله :
چاپ سه‌بعدي پليمر هوشمند لايه‌اي بر پايه پلي‌لاكتيك‌اسيد و پلي‌يورتان‌ترموپلاستيك: بررسي خواص حافظه‌شكلي و ترموويسكوالاستيك
عنوان به زبان ديگر :
3D Printing of Shape-Memory Polymer based on Polylactic-Acid and Thermoplastic-Elastomer: Investigating of Shape-Memory and Thermo-Viscoelastic Properties
پديد آورندگان :
حسن‌زاده، امير دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران , گلزار، محمد دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران
كليدواژه :
چاپگرسه‌بعدي , پليمرهاي هوشمند , لايه‌اي , خواص حافظه شكلي
چكيده فارسي :
پليمرهاي هوشمند به‌عنوان زيرمجموعه مواد هوشمند قادر هستند شكل اوليه خود را ذخيره و پس از تغيير شكل با اعمال محرك‌ها به حالت اوليه خود بازگردند. در اين تحقيق از روش‌هاي چاپ سه‌بعدي براي ساخت پليمرهاي هوشمند به‌صورت لايه‌اي استفاده شده است. در اين روش با كنترل درصد هر ماده در نمونه و چينش لايه‌ها به‌راحتي مي‌توان خواص حافظه‌شكلي را طراحي و كنترل نمود. از جمله مزاياي اين روش نسبت به روش‌هاي ديگر مانند مخلوط‌كردن، سادگي كنترل عوامل موثر بر خاصيت حافظه‌شكلي، ساخت قطعات پيچيده و خاصيت حافظه‌شكلي بهتر است. مواد مورد استفاده TPU با خاصيت الاستيكي و PLA ترموپلاست نيمه‌كريستالي براي رسيدن به خواص حافظه‌شكلي بررسي شدند و جهت بررسي اثر لايه‌چيني، نمونه‌ها در دو حالت TPU-UP و PLA-UP چاپ شدند. نتايج آزمون‌هاي حافظه‌شكلي نشان داد كه با كنترل تعداد لايه‌ها و نحوه چينش، خواص حافظه‌شكلي به سادگي قابل كنترل و طراحي است. نتايج آزمون DMTA نشان داد كه دماي بازيابي در نمونه‌هاي لايه‌اي نسبت به روش‌هاي ديگر كمتر است و با تنظيم مقدار استفاده از دو ماده PLA و TPU مي‌توان دماي بازيابي را كنترل نمود. سرعت بازگشت در نمونه‌هاي لايه‌اي نسبت به تحقيقات گذشته بسيار بالا است كه از مقادير انرژي ذخيره‌شده در TPU و لايه‌اي‌بودن نشات مي‌گيرد. نتايج آزمون حافظه‌شكلي نشان داد كه TPU نقش اساسي در افزايش نسبت بازيابي و PLA در افزايش نسبت تثبيت دارد. اين امر به‌دليل افزايش درصد كليدهاي شبكه كه شامل سه عامل كريستاله‌شدن، دماي Tg و كاهش تعداد پيوندهاي عرضي است
چكيده لاتين :
Smart polymers as a subset of smart materials have the ability to memorize their original form
and return after reforming by inducing some stimulus. In this study, shape-memory polymers
were manufactured in layers by 3D printing methods. Using this method, by controlling the
percentage of each material in the sample and layer design the shape memory properties are
investigated. The advantages of this method compared to other methods such as blending are
the control simplicity of the impacting factors on the shape memory property, construction of
complex parts, and improved shape memory property. TPU with elastic property and semicrystalline
PLA materials were used to achieve shape memory property and the samples
printed out in TPU-UP and PLA-UP states to investigate the layer design effect. The results of
shape memory tests showed that the number of layers, their arrangement, and shape memory
properties can be easily controlled and designed. The results of DMTA test indicated that the
recovery temperature in layered samples is lower than the other methods and the percentage
of PLA and TPU can be controlled the recovery temperature. The recovery speed of layered
samples in this study is very higher than previous studies, due to the amount of saved energy
in TPU and the multilayered construction. Shape memory tests depicted that TPU increases
the recovery ratio and the PLA increases the fixity ratio. The reason lay in the increase of the
switching point percentage including crystallization, Tg, and reduction of cross-links which
play the role of network cross.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
