تحليل شكست پليمر دوگانه PLA/TPU ساخته شده به روش پرينتر سه بعدي مدلسازي رسوب ذوبي تحت بارهاي تنش- كنترل سيكليك

Failure analysis of PLA/TPU bi-polymer fabricated by fused deposition modeling 3D-printer method under cyclic stress-controlled loadings

در اين مقاله، رفتار شكست پليمر دوگانه پلي لاكتيك اسيد (PLA) و پلي يورتان ترموپلاستيك (TPU)، ساخته شده با پرينتر سه بعدي مدلسازي رسوب ذوبي، تحت بارهاي تنش- كنترل سيكليك و پديده خستگي، بررسي شده است. براي اين تحليل شكست، از ميكروسكوپ الكتروني روبشي پس از اجراي آزمون خستگي خمشي دوراني بر روي نمونه هاي استاندارد (اجرا شده در فركانس بارگذاري 20 هرتز و سطوح تنش 5.0 و 7.5 مگاپاسكال)، استفاده شده است. اين بررسي تجربي براي سه تركيب مختلف PLA، PLA/25%TPU و PLA/50%TPU صورت گرفته است. تصاوير سطح شكست نمونه هاي آزمون، جدايش لايه ها و حفره ها (ناشي از كيفيت اوليه فيلامنت و فرايند پرينت سه بعدي) كه از عوامل شكست مي باشند، را نشان داد.

In this article, the failure behavior of the bi-polymer polylactic acid (PLA) and thermoplastic polyurethane (TPU), fabricated with the 3D-printer of fused deposition modeling, under cyclic stress-controlled loads and fatigue phenomenon is investigated. For this failure analysis, a scanning electron microscopy has been used after performing a cyclic bending fatigue test on standard samples (performed at a loading frequency of 20 Hz and stress levels of 5.0 and 7.5 MPa). This experimental investigation has been carried out for three different combinations of PLA, PLA/25%TPU and PLA/50%TPU. The images of the fracture surface of the test samples illustrated the delamination of layers and holes (caused by the initial quality of the filament and the 3D printing process), which are the failure factors.