ผลกระทบของความเร็วและความหนาแน่นของพลังงานที่มีต่อการกระจายอุณหภูมิสำหรับผงไนลอน 618-s ในเครื่องพิมพ์ต้นแบบสามมิติแบบผง

ปรัชญาพร ดวงคำ, กริช เจียมจิโรจน์

Abstract


งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการพิมพ์ของผงไนลอน 618-s ขนาดอนุภาคอยู่ในช่วง 0.180–0.355 mm จากหลักการ selective laser melting (SLM) ในการศึกษานี้ใช้แหล่งความร้อนจากเลเซอร์ไดโอดขนาด 800 mW โดยจะทำการสร้างแบบจำลองการกระจายตัวของอุณหภูมิด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ในโมเดล 2 มิติ เพื่อหาช่วงความเร็วของเลเซอร์ที่ทำให้วัสดุหลอมเหลวได้ความลึกของชิ้นงานที่ 0.20–1.00 mm ซึ่งกำหนดความเร็วในการเคลื่อนที่หัวเลเซอร์ 0.50–3.00 mm/s เพื่อหาความเร็วที่เหมาะสมไปใช้ในทดลองการทำงานจริงของเครื่องพิมพ์ ผลของการคำนวณด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ได้ความเร็วคือ 0.50–2.50 mm/s ทำให้ได้การหลอมเหลวที่มีความลึกโดยประมาณเท่ากับ 0.1–1.00 mm จึงเป็นเหตุผลให้การทดลองการทำงานจริงของเครื่องพิมพ์จะทำการควบคุมให้เลเซอร์เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงที่ความเร็ว 0.60 1.50 และ 2.40 mm/s ผลของความลึกที่ได้คือ 0.69 0.61 และ 0.51 mm ตามลำดับ สำหรับผลการคำนวณที่อาจจะไม่ตรงกับผลการทดลอง แต่ให้ผลที่สอดคล้องไปในทิศทางเดียวกัน และความหนาแน่นของพลังงาน (energy density) ยิ่งมีค่าสูงจะทำให้ค่าความลึกที่ได้นั้นมีค่ามากขึ้นตามลำดับ

คำสำคัญ

เครื่องพิมพ์ต้นแบบสามมิติ  เครื่องพิมพ์สามมิติแบบผง  เลเซอร์  เอสแอลเอ็ม


Full Text:

PDF

References


ปรัชญาพร, ชนากานต์, ศิรัณญา. ประเภทของเครื่องพิมพ์สามมิติ การออกแบบและพัฒนา เครื่องพิมพ์ต้นแบบสามมิติโดยเทคนิคการแข็งตัวของของเหลว. วิทยานิพนธ์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์; 2557.

Goodridge RD, Tuck CJ, Hague RJM. Laser sintering of polyamides and other polymers. Progress in Materials Science. 2012; 57: 229–267.

ปรัชญาพร ดวงคำ, การพัฒนาเครื่องพิมพ์ต้นแบบสามมิติจากวัสดุผงและการศึกษาพารามิเตอร์ในการพิมพ์ : กรณีศึกษาไนลอน 618-s. วิทยานิพนธ์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์; 2559.

Dadbakhsh S, Verbelen L, Verkinderen O, Strobbe D, Puyvelde PV, Kruth JP. Effect of PA12 powder reuse on coalescence behaviour and microstructure of SLS parts. European Polymer Journal. 2017; 92: 250–262.

Shuja SZ, Yilbas BS, Momin O. Laser heating of a moving slab : Influence of laser intensity parameter and scanning speed on temperature field and melt size. Optics and Lasers in Engineering. 2011; 49: 265–272.

Krassenstein E. taulman3D releases New Nylon 618-s Laser Sintering 3D Printing Powder. เข้าถึงได้จาก: http://3dprint.com/14441/taulman3d-nylon-618-s.

Rolf Klein. Laser Welding of Plastics. KGaA Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., ISBN: 978-3-527-40972-3; 2011; p.109–136.

Jiamjiroch K. Developments of a fluidized bed process for the recycling of carbon fiber composites. Thesis, Nottingham University, U.K. 2012.

ปรัชญาพร ดวงคำ, วรวีร์ สุรปภา, กริช เจียมจิโรจน์. การทดสอบเงื่อนไขระบบหลอมเหลวโดยใช้เลเซอร์สำหรับเครื่องพิมพ์ต้นแบบสามมิติสำหรับผงไนลอน 618-s. ใน: การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 30. สงขลา; 2559. หน้า 117–122.

Campanelli SL, Contuzzi Nicola. Capabilities and Performances of the Selective Laser Melting Process. In: New Trends in Technologies, Department of Management and Mechanical Engineering. Viale Japigia, 182 Italy; 2010.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.