بررسي تجربي و بهينه‌سازي ميزان پودر لايه‌نشاني‌شده در فرآيند تف جوشي انتخابي با ليزر

Experimental Study and Optimization of the Powder Coating Layer in the Selective Laser Sintering Process

تف‌جوشي انتخابي با ليزر يكي از روش‌هاي ساخت افزايشي بر مبناي بستر پودر است كه امروزه كاربرد زيادي در صنايع مختلف دارد. در اين فرآيند، مقدار جرم لايه‌نشاني‌شده، تأثير قابل‌توجهي در كاهش تخلخل و كيفيت قطعات نهايي توليدشده دارد. بدين منظور، در اين پژوهش، سازوكاري براي بررسي و دستيابي به بيشترين مقدار جرم لايه‌نشاني‌شده در يك فرآيند لايه‌نشاني، طراحي و ساخته شد و براي اولين بار اثر پارامترهاي سرعت، زاويه تيغه و درصد اضافي پودر مصرفي بر مقدار جرم يك لايه موردبررسي قرار گرفت. همچنين حالت بهينه به كمك روش طراحي مركب مركزي به دست آمد. نتايج به‌دست‌آمده نشان مي‌دهد كه به ترتيب پارامترهاي سرعت حركت تيغه، زاويه زير تيغه و درصد اضافي پودر بيشترين تأثير را بر ميزان جرم لايه‌نشاني‌شده دارند. به كمك مدل تجربي به‌دست‌آمده، جرم لايه‌نشاني‌شده در حالت بهينه 811/0 گرم پيش‌بيني شد كه در اين حالت سرعت برابر با 78/2 سانتي‌متر بر ثانيه، زاويه تيغه برابر با 1/3 درجه و ميزان پودر اوليه 159 درصد بايد باشد. براي صحت‌سنجي مدل، آزمايش تجربي بر مبناي پارامترهاي حالت بهينه انجام شد كه جرم لايه‌نشاني‌شده در اين حالت 83/0 گرم اندازه‌گيري شد كه نشان مي‌دهد خطاي مدل به‌دست‌آمده 2/2% است.

Selective laser sintering is one of the methods of additive manufacturing based on powder bed which is widely used in various industries today. In this process, the amount of laminated mass has a high impact on reducing the porosity and quality of the final parts produced. For this purpose, in this study, a mechanism was designed and developed to investigate and achieve the maximum amount of laminated mass in a laminating process. The optimal state was obtained using the central composite design method. The results show that the parameters of blade velocity, angle under blade, and excess powder percentage have a greater effect on the amount of laminated mass, respectively. The optimized laminated mass was predicted by the experimental model to be 0.811 g, in which case the velocity is 2.78 cm / s, the blade angle is 3.1 ° and the initial powder content is 159%. To validate the model, the experimental experiment was performed based on the parameters of the optimal state, in which the laminated mass was measured 0.83 g, which shows that the error of the obtained model is 2.2%.