دراسة تأثير جسيمات الجرافين النانوية على إجهاد الشد والخواص الحرارية للراتنج باستخدام الطباعة الحجرية المجسمة

الباحث

رفل رائد ذياب

المشرف

عباس ميثم جابر - عمر هاشم حسون

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Stereolithography;Graphene nanoparticles;Tensile stress;Thermal properties

تحظى الطباعة ثلاثية الأبعاد بشعبية كبيرة لأنها تستطيع بناء أجزاء أو هياكل ثلاثية الأبعاد باستخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر. كما تحظى تقنية البلمرة الضوئية بشعبية كبيرة نظرًا لدقتها العالية. ومع cell فإن ظروف التصنيع والمعالجة اللاحقة تؤثر بشكل كبير على الخواص الميكانيكية للاجزاء المطبوعة. كذلك يمكن للحشو مثل المواد ثنائية الأبعاد والمعالجة اللاحقة تعديل الخواص الميكانيكية للاجزاء المطبوعة من البوليمر الضوئي ثلاثي الأبعاد. الهدف من هذه الرسالة تحسين الخصائص الميكانيكية من خلال تغيير معاملات الطباعة والمعالجة اللاحقة وايجاد المتغيرات المثلى, ومن خلال اضافة الكرافين. بحثت هذه الرسالة في البداية في كيفية تأثير متغيرات الطباعة على الصفات الميكانيكية للعينات المطبوعة ويتضمن ذلك النظر في ثلاثة عوامل: سماكة الطبقة (50-25 ،(dey Sve واتجاه الطباعة XK) و7)، والمعالجة اللاحقة )60-0 درجة مئوية). تم طباعة ثماني مجموعات من عينات البوليمر الضوئي لاختبار الشد. ثانيّاء تم تحضير GUS pall النانوية القائمة على الاكريليك, حيث تمت دراسة تاثير الكرافين على الخواص الميكانيكية والكهربائية والحرارية. تقوم هذه الدراسة ايضا على ايجاد المتغيرات المثلى لعملية SLA (سمك الطبقة، واتجاه الطباعة، والمعالجة اللاحقة) كهدف ثالث, Cus تم استخدام تصميم التجارب DOE تم استخدام full factorial design 203 ، باستخدام معامل المرونة، وقوة الشدء والاستطالة عند الكسر كاستجابات للمخرجات, وتم تحليل البيانات باستخدام Tegression . اثبتت النتائج ان متغيرات الطباعة اثرت على الخواص الميكانيكية للعينات، كما هو موضح في معامل المرونة، وفوة الشدء والاستطالة عند الكسر, وكانت القيم المثلى للمعلمات هي 251m سمك طبقة ,”90 اتجاه الطباعة , 5 °C 40 درجة المعالجة اللاحقة. اما فيما يخص اضافة الكرافين فإن العينات غير المعالجة لها خصائص ميكانيكية أقل من العينات المعالجة. تقضي المعالجة اللاحقة للاشعة فوق البنفسجية عند درجة حرارة 60 درجة مئوية لمدة 50 دقيقة على هذا التفاوت. اظهرت المعالجة اللاحقة زيادة بنسبة %23.946 بالنسبة لمعامل المرونة وزيادة قوة الشد بنسبة Gills %22.156 الاستطالة عند الكسر. كما أظهر اختبار التوصيل الكهربائي أن المركبات النانوية التي تحتوي على %0.5 بالوزن من الكرافين ليست من اشباه الموصلات وكانت العينات غير المعالجة ذات موصلية كهربائية أعلى من العينات المعالجة. كما تحسنت الموصلية الحرارية للعينات غيرالمعالجة والعينات المعالجة بنسبة 9051.8 )0.337( و9053.125 (0.343) على التوالي عند إضافة 00.5؟9 وزناً. نستنتج انه يجب إضافة الكرافين بكميات محددة لتحقيق خصائص افضل عند طباعتها باستخدام عملية الطباعة SLA ثلاثية الأبعاد وبلزوجة مناسبة, كما أظهرت النتائج أن المعالجة اللاحقة تؤثر بشكل أكبر على الخواص الميكانيكية .

3D printing is very popular because it can build 3D parts or structures using computer-aided design. Photopolymerization technology is very popular due to its high accuracy. However, manufacturing and post- processing conditions greatly affect the mechanical properties of printed parts. Fillers such as 2D materials (Graphene) and post-curing can also modify the properties of 3D photopolymer printed parts. The goal of the study is to improve the mechanical properties by changing the printing and post curing parameters, finding the optimal parameters, and by adding graphene. the work initially investigated how printing parameters affect the tensile properties of printed samples and involved looking at three factors: layer thickness (25-50 μm), print direction (X and Z), and post-curing (0-60°C). Eight sets of photopolymer samples were printed for tensile testing. Secondly, acrylic-based nanocomposites were prepared, and the effect of graphene on the mechanical, electrical and thermal properties was studied. The study is also based on finding the optimal parameters for the SLA process (layer thickness, printing direction, and post-curing) as a third goal, where the DOE was used. A full factorial design of 3^2 was used, using modulus of elasticity, tensile strength, and elongation at break as responses to the outputs, and the data were analyzed using regression. The results demonstrated that the printing parameters affected the tensile properties of the samples, and the optimal values of the parameters were 25μm layer thickness, 90° printing direction, and 40°C post-curing. As for the addition of graphene, the untreated samples have lower tensile properties than the treated samples. Post-curing at 60°C for 50 minutes eliminates this unevenness. Post- treatment showed an increase of 23.946% in the modulus of elasticity, an increase in tensile strength of 22.156%, and a decrease in elongation at break. The electrical conductivity test also showed that the nanocomposites containing 0.5 wt% graphene are not semiconductors and the untreated samples had a higher electrical conductivity than the treated samples. The thermal conductivity of untreated and treated samples also improved by 51.8% (0.337) and 53.125% (0.343), respectively, when adding 0.5% by weight. We conclude that graphene must be added in specific quantities to achieve better properties when printed using the SLA 3D printing process with an appropriate viscosity. The results also showed that post-curing has a greater impact on the tensile properties.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب