بررسي كرنش هاي پسماند در نمونه‌هاي تقويت شده با الياف پيوسته در فرآيند لايه نشاني مذاب به كمك برهمنگاري تصاوير ديجيتال

Investigation of the Residual Strains in the Continuous Fiber Reinforced Specimens of the Fused Deposition Modeling Process Using Digital Image Correlation Method

در اين مقاله، تأثير حضور الياف در نمونه‌هاي تقويت شده با الياف پيوسته در فرآيند لايه نشاني مذاب، بر ميزان تنش و كرنش هاي پسماند ايجاد شده در حين فرآيند لايه نشاني مذاب بررسي شده است. يكي از مهمترين مسائل در فرآيند FDM اعوجاج قطعات توليدي در حين پرينت مي‌باشد. اعوجاج ايجاد شده عمدتاً به دليل سيكل‌هاي سريع گرم شدن و خنك شدن ماده بوده كه منجر به ايجاد تنش پسماند در نمونه مي‌شود. هدف اصلي اين تحقيق اندازه­گيري ميزان كرنش پسماند آزاد شده در اثر تنش پسماند موجود در نمونه‌هاي تقويت نشده و تقويت شده پلي لاكتيك اسيد با الياف پيوسته به كمك روش برهمنگاري تصاوير ديجيتال و سوراخكاري مي‌باشد. روش برهمنگاري تصاوير ديجيتال از روش­هاي نوري غير­تماسي و نوين جهت اندازه گيري جابجايي ها، تشخيص عيوب و بررسي خواص قطعات مي­باشد. طبق نتايج بدست آمده وجود الياف پيوسته در نمونه ها موجب ايجاد تنشهاي پسماند و كرنشهاي باقيمانده در قطعات خواهد شدكه ببيشينه ميزان كرنش ايجاد شده در نمونه تقويت شده با الياف در راستاي x و y به ترتيب برابر با 1.09 و 0.34 درصد بوده است. نتايج نشان مي دهند كه كرنش‌هاي آزاد شده در نمونه تقويت شده در تمامي مراحل سوراخ كاري بيشتر از نمونه تقويت نشده بوده است. لذا وجود الياف پيوسته موجب افزايش تنشهاي باقيمانده و در نتيجه ايجاد اعوجاجات بعدي در توليد نمونه هاي توليد شده با روش لايه نشاني مذاب خواهد شد.

In this study, the effect of fiber presence in continuous fiber reinforced Fused Deposition Modeling samples (FDM) on the stress and residual strain created during the process was investigated. The FDM process has become one of the most widely used Additive Manufacturing methods for layered prototypes from a three-dimensional model. One of the most important issues in this process is the distortion of parts produced during printing. The distortion created is mainly due to the rapid cycles of melting and solidification of the material, which produce residual stresses in the sample. The main objective of this study was to measure the residual strain rate of residual stress in unreinforced and reinforced PLA samples with continuous fiber using digital image correlation and hole drilling technique. Digital imaging is one of the novel non-contact optical methods for measuring displacements, detecting defects and investigating the properties of components. Among the various optical methods, digital image correlation is superior to other optical methods due to its low cost, high speed and no need for phase analysis. According to the results, the maximum strain in the fiber reinforced specimen in the x and y directions was 1.09 and 0.34%, respectively. The strains released in the reinforced specimen were higher than other specimen at all stages of drilling.