تدوین راه کار های کاربردی برای ساخت قطعات به روش fused deposition modeling با کاهش هزینه ساخت

فرآیندهای ساخت به روش افزودنی از دسته فرآیندهای تولیدی نوین صنعتی است که بر خلاف روش های مرسوم تولیدی، مانند جداسازی مواد(تراشکاری, فرز کاری و ...) و فرم دهی(کشش عمیق، اکستروژن و ...)، بر اساس افزودن لایه لایه مواد بر روی یکدیگر، تولید قطعات را انجام می‏دهند. فرآیندهای ساخت به روش افزودنی بر اساس نوع ماده مصرفی به سه دسته مایع پایه، پودر پایه و جامد پایه تقسیم بندی می شوند. فناوری مدل سازی با رسوب رشته های ذوب شده (fdm) از دسته فرآیند‏های ساخت به روش افزودنی است که از مواد مصرفی جامد برای تولید قطعات استفاده می کند. به دلیل هزینه پایین، زمان ساخت کوتاه و سهولت کاربری، این تکنولوژی انقلابی در صنایع ساخت به روش افزودنی به وجود آورده است. فرآیند تولید قطعات در این فرآیند بر اساس ذوب رشته‏هایی از جنس پلیمرهای گرمانرم (thermoplastic polymers) و قرار گیری این رشته‏ها در کنار یکدیگر به صورت لایه به لایه صورت می‏گیرد. در این پروژه به منظور آشنایی با این فرآیند و با هدف بومی سازی این تکنولوژی، برای اولین بار در کشور به بررسی و مطالعه بر روی این تکنولوژی پرداخته شده و تکنولوژی ساخت یک دستگاه fdm تدوین گردیده است. جهت معرفی این فرآیند به عنوان یک تکنولوژی تولیدی، پس از نصب و راه‏اندازی یک دستگاه fdm و آشنایی با پارامترها و عوامل موثر تکنولوژی fdm، آزمایش ها و بررسی‏هایی بر روی عملکرد دستگاه و پارامترهای موثر در فرآیند صورت گرفت. با مطالعه و شناسایی پارامترهای فرآیند و با توجه به قابلیت های دستگاه موجود، پارامترهای ضخامت لایه، سرعت پیشروی، چگالی قطعات تولیدی و فاصله عرضی تزریق به عنوان پارامتر های موثر در هزینه تولید فرآیند انتخاب گردید. با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، آزمایش های جهت ارزیابی و دستیابی به حالت بهینه، طراحی و انجام گردید و در نهایت با بررسی نتایج کمی بدست آمده از تحلیل میزان اغتشاشات و آنالیز واریانس (analysis of variance) انجام شده بر روی داده های حاصل از آزمایش و بررسی نتایج کیفی بدست آمده از تصاویر میکروسکوپی گرفته شده از قطعات تولیدی، تاثیر پارامترهای انتخابی، بر فرآیند تولید و هزینه های آن به دست آمد. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که پارامتر ضخامت لایه بر کاهش هزینه تولید بسیار موثر می باشد از این رو مدل هایی با تکنیک لایه بندی تطبیقی شبیه سازی گردید و اثر آن بر کاهش هزینه و افزایش کیفیت قطعات بررسی شد و در نهایت راه کارهایی کاربردی جهت تولید به کمک فرآیند fdm پیشنهاد گردید.