تاثیر پرینت سه‌بعدی و قالب‌گیری تحت فشار روی ناهمسانگردی نمونه‌های میکرونی ABS: یک مطالعه‌ی مقایسه‌ای بر اساس همبستگی تصاویر دیجیتال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشکده‌ مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

10.22060/mej.2021.19874.7135

چکیده

در این مقاله ضرایب ناهمسانگردی نرمال در دو نمونه‌ی میکرونی پرینت شده و قالب‌گیری شده تحت فشار از جنس ABS محاسبه و مقایسه شده است. برای این منظور، نمونه‌های میکرونی پرینت شده و قالب‌گیری شده از جنس ABS فرآوری شده است. نمونه‌ها با یک دستگاه تست کشش میکرونی و در میدان دید میکروسکوپ نوری کشیده شده و در حین کشش از تغییر شکل نمونه‌ها فیلم تهیه شده است. فریم‌هایی از این فیلم برای پیاده‌سازی همبستگی تصاویر دیجیتال انتخاب شده و توزیع کرنش روی سطح میکرونی به‌ صورت تابعی از تغییر شکل بدست آمده است. نتایج تحلیل همبستگی تصاویر دیجیتال با مشاهدات تجربی توافق کاملی دارد. از روی مولفه‌های کرنش‌های سطحی و با فرض تراکم‌ناپذیری پلاستیک، مقادیر ضرایب ناهمسانگردی نرمال در سطح میکرونی بدست آمده است. نتایج نشان می‌دهد که تغییر شکل پلاستیک در هر دو نمونه با ناهمسانگردی همراه است. در کرنش‌های پلاستیک پائین، نمونه‌ی پرینت شده رفتار ناهمسانگردتری نسبت به نمونه‌ی تک‌لایه از خود نشان می‌دهد. با افزایش کرنش اعمالی، مقدار ضریب ناهمسانگردی برای نمونه‌ی پرینت شده افزایش یافته و برای نمونه‌ی پرس شده کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of 3D-printing and compression molding on anisotropy of ABS micro specimen: A comparative study based on DIC

نویسندگان [English]

  • Sina Nazari-Onlaghi 1
  • Alireza Sadeghi 1
  • morad KARIMPOUR 2
  • Hadi Mohammadi 3
1 School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
2 School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

This paper aims to calculate and compare normal anisotropy coefficients in 3D-printed and hot-compression molded micro ABS specimens. To achieve this goal, micro specimens of additively-printed and compression-molded ABS were fabricated and tested using a micro-tensile testing apparatus integrated with an optical microscope while the deformation of the specimens was recorded by a camera. Frames from this video were selected and strain distribution on a micron-sized area of interest was obtained using digital image correlation (DIC) analysis. It was shown that there exists a close agreement between DIC results and in situ optical observations. The plastic anisotropy coefficients (R-values) were then calculated from the surface strains as a function of applied strain. For this purpose, through-thickness strain component was obtained assuming plastic incompressibility condition. Results showed that both micro samples revealed an anisotropic response during plastic deformation. At low plastic strains, the printed micro specimen exhibits a more anisotropic behavior than the monolithic micro specimen. As the deformation proceeds, the normal anisotropy coefficient increases for the additively-manufactured micro specimen and decreases for the hot-pressed micro specimen.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acrylonitrile butadiene styrene (ABS)
  • 3D-printing
  • compression molding
  • digital image correlation (DIC)
  • Anisotropy