جلسه دفاع پایان ­نامه کارشناسی ارشد (خانم منصوره صائبی)

موضوع:  چاپ چهاربعدی ساختار پنتوگراف با استفاده از پلیمر حافظه‌دار

ارائه دهنده:  منصوره صائبی

استادان راهنما: دکتر محمود کدخدایی، دکتر محسن بدرسمای

استادان مشاور:

استادان داور: دکتر احسان فروزمهر، دکتر مهدی کاروان

چکیده:

از دیدگاه مهندسی باتوجه به افزایش جمعیت کره زمین و محدود بودن منابع، بشر نیازمند به کارگیری تکنولوژی‌هایی است که استفاده‌ی بهینه از مواد ‌اولیه را مدنظر قراردهد. از طرفی ساخت قطعاتی که دارای پیچیدگی‌های هندسی هستند با روش‌های سنتی امکان‌پذیر نیست. این موارد موجب پیدایش و محبوبیت فرایندهای ساخت افزودنی گردید. این فناوری امکان تولید هر قطعه با هر میزان پیچیدگی هندسی را فراهم می‌کند و توانایی‌های آن در تولید سازه‌ها با هندسه پیچیده، زمینه را برای مطالعه ساختارهای پنتوگراف فراهم آورده است. ساختار‌های پنتوگراف از دو خانواده الیاف موازی تشکیل شده‌اند که توسط استوانه‌هایی که محور نامیده می‌شوند به هم متصل می‌شوند. آنچه که در سال‌های اخیر توجه بسیاری را بر ساختارهای پنتوگراف معطوف کرده‌است توانایی این ساختار در تحمل تغییرشکل‎‌های بزرگ می‌باشد. ساختار‌های پنتوگراف می‌توانند دچار تغییر شکل‌های بزرگ شوند درحالی که هم‌چنان در محدوده‌ی الاستیک هستند. به دنبال تکنولوژی چاپ سه­بعدی، تکنولوژی دیگری به نام چاپ چهاربعدی مطرح شد که از تکنولوژی‌های مشابه چاپ سه‌بعدی استفاده می‌کند با این تفاوت که بعد تحول در طول زمان را اضافه می‌کند. چاپ چهار بعدی به منظور اضافه کردن بعد تحول در طول زمان نیازمند به موادی‌است که دارای قابلیت تغییر شکل یا سایر ویژگی‌ها در طی زمان باشند. چنین موادی، هوشمند نامیده می‌شوند. یک دسته از مواد هوشمند، مواد حافظ شکل می‌باشند و پلیمر‌های حافظه‌دار از محبوب ترین مواد حافظ شکل هستند. پلیمر‌های حافظه‌دار قابلیت بازیابی تغییر شکل‌های بسیار بزرگ را دارند. از طرفی ساختار‌های پنتوگراف، قابلیت تحمل تغییر شکل‌های بزرگ را دارند. بنابراین به کارگیری پلیمر‌های حافظ شکل با یک ساختار پنتوگراف، می‌تواند منجر به توسعه قابلیت‌های ساختار پنتوگراف شود و از طرف دیگر قابلیت بازیابی این تغییر‌شکل‌های بزرگ را نیز فراهم می‌کند. در این پژوهش به بررسی خواص مکانیکی ساختارهای پنتوگراف ساخته شده از پلیمر حافظه‌دار و پلیمر عادی پرداخته شده‌است. به این منظور، ابتدا یک ساختار پنتوگراف با استفاده از رزین عادی ساخته‌شد و تحت آزمون‌های استاتیکی نشان داده شد که نمونه استاندارد آزمون کشش ساخته‌شده از رزین عادی، تا لحظه شکست حدود 25% کرنش تحمل می‌کند درحالی‌که با پنتوگراف شدن ساختار، این مقدار به 35% افزایش یافت. در ادامه ساختار پنتوگراف بااستفاده از رزین حافظه‌دار، چاپ گردید. دیده شد که نمونه استاندارد آزمون کشش تا لحظه شکست حدود 12% کرنش تحمل می‌کند. این میزان با پنتوگراف شدن ساختار به 36% افزایش پیدا کرد. همچنین نشان داده شد که کرنش باقیمانده در نمونه‌ استاندارد از جنس پلیمر حافظه‌دار، تحت آزمون کشش ناقص تا کرنش 6.6 %،  تحت محرک آب گرم به طور کامل قابلیت بازیابی دارد.