روشي نوين براي اندازه‌گيري همزمان خواص كشساني و ضرايب تضعيف پليمرهاي ABS با بهره‌گيري از پراكندگي فراصوتي

در اين مقاله، يك روش نوآورانه و غيرمخرب براي ارزيابي همزمان خواص كشساني و ضرايب تضعيف رشته‌هاي پليمري به‌كاررفته در فرايند ساخت افزايشي FDM معرفي شده است. اين روش مبتني بر نظرية پراكندگي امواج صوتي است كه در آن رشته‌هاي پليمري در آب غوطه‌ور شده و تحت تأثير امواج صوتي قرار مي‌گيرند. امواج پراكنده‌شده اطلاعات دقيقي دربارة خواص كشساني و ضرايب تضعيف اين رشته‌ها فراهم مي‌كنند. استخراج اين اطلاعات با استفاده از يك روش معكوس انجام مي‌شود كه فركانس‌هاي تشديد سيگنال‌هاي پراكنده را با پيش‌بيني‌هاي مدل نظري مقايسه مي‌كند. تحليل داده‌ها با بهره‌گيري از تكنيك‌هاي ديكانولوشن و الگوريتم ژنتيك، امكان اندازه‌گيري دقيق سرعت‌هاي طولي و عرضي، چگالي، و ضرايب تضعيف طولي و عرضي را تنها در يك آزمايش فراهم مي‌سازد. نتايج حاكي از آن است كه براي رشته‌هاي ABS مورداستفاده در اين مقاله سرعت‌هاي طولي و عرضي به‌ترتيب 2280 و 956 متربرثانيه و ضرايب تضعيف امواج طولي و عرضي به‌ترتيب برابر با 0/012ka و 0/024ka نپر و و چگالي 1006 كيلوگرم برمترمكعب است. اين نتايج با آزمون‌هاي فراصوتي بازتابي بر روي ميله‌هاي ABS با قطر 25 ميلي‌متر مقايسه و دقت اندازه‌گيري‌ها تأييد شد، به‌طوري‌كه سرعت‌هاي طولي و عرضي به‌ترتيب با خطاي كمتر از 2/5 و 13 درصد و چگالي با خطاي 0/2 درصد اندازه‌گيري شده است. همچنين، خطاي ضرايب تضعيف امواج طولي در فركانس 0/5 مگاهرتز حدود 6 درصد و خطاي ضرايب تضعيف امواج عرضي در فركانس 5 مگاهرتز حدود 12 درصد است. اين پژوهش نشان مي‌دهد كه روش پيشنهادي نه‌تنها به‌صورت دقيق سرعت‌هاي طولي و عرضي، چگالي و ضرايب تضعيف پليمرها را اندازه‌گيري مي‌كند، بلكه مي‌تواند درك عميق‌تري از رفتار پليمرهاي مورد استفاده در ساخت افزايشي فراهم كند.