Effect of Plastic Filament Type on Mechanical Properties of 3D-printed Partsประเภทเส้นใยพลาสติกต่อสมบัติเชิงกลของชิ้นส่วนขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์3 มิติ

Abstract

กระบวนการผลิตชิ้นส่วนในอุตสาหกรรมได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การขึ้นรูปชิ้นงานด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติเป็นหนึ่งในกระบวนการผลิตที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในปัจจุบัน งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อสมบัติเชิงกลของชิ้นงานที่ขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ ได้แก่ ประเภทของพลาสติก ABS, PLA และ PETG ความเร็วในการพิมพ์ ความหนาแน่นของการเติมชิ้นงาน ความหนาของผนังชิ้นงาน และความสูงของแต่ละชั้น ผลการทดสอบและเปรียบเทียบสมบัติเชิงกลของชิ้นงานที่ขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ พบว่าปัจจัยที่ส่งผลต่อสมบัติเชิงกลของชิ้นงานทดสอบ ได้แก่ ประเภทของพลาสติก ความหนาของผนังชิ้นงาน ความสูงของแต่ละชั้น ความเร็วในการพิมพ์ และความหนาแน่นของการเติมชิ้นงาน ตามลำดับ โดยปัจจัยทั้งหมดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นส่งผลต่อค่าความแข็งแรงที่เพิ่มมากขึ้น นอกจากนี้ผลการทดสอบสมบัติเชิงกลแสดงปัจจัยในการพิมพ์ที่ให้ความแข็งแรงแก่ชิ้นงานมากที่สุดในพลาสติกทุกกลุ่มที่มีความหนาของผนังจำนวน 3 ชั้น ความเร็วในการพิมพ์ 30 มิลลิเมตรต่อวินาที ที่มีความหนาแน่นของการเติมชิ้นงาน 20% และความสูงแต่ละชั้นที่ 0.3 มิลลิเมตร ขณะที่พลาสติกที่ให้ความแข็งแรงมากที่สุดในงานวิจัยนี้ คือ PLA ซึ่งมีความแข็งแรงอัด แรงดึง และแรงดัดที่ 25.29, 20.84 และ 63.44 MPa ตามลำดับ

The manufacturing process has been continuously improved in the industry. The 3D-printer has become one of the most widely used new techniques for manufacturing. This study aims to investigate how the mechanical characteristics of the test samples are affected by the 3D-printing parameters. Types of plastic (ABS, PLA, PETG), printing speed, infill density, shell thickness, and layer height are all printing parameters. In the test findings, the mechanical characteristics of samples made using 3D-printers are compared. It was found that the printing parameters, which are plastic type, shell thickness, layer height, printing speed, and Infill density, respectively had a significant effect on the mechanical properties. The mechanical strength increases when the printing parameters are increased. Furthermore, the findings indicate that the shell thickness 3 layers, printing speed 30 mm/s, Infill density 20%, and layer height 0.3 mm are the printing parameters that provide the best mechanical qualities for all kinds of plastics. PLA is the plastic that exhibits the best mechanical qualities in this study which the compressive, tensile, and bending strengths are 25.29, 20.84, and 63.44 MPa, respectively.