مهدی كاروان
امروزه به دلیل تصادفات رانندگی، مشکلات جسمی مادرزادی و نیز آسیبهای زندگی ماشینی نیاز به جایگزینی دیسک بین مهرهای در جوامع صنعتی به طور روزافزون احساس میشود. همچنین به دلیل ضرورت تطابق ابعاد قطعهی جایگزین با بدن هر فرد، نیاز به فرایند ساخت با قابلیت تولید قطعه به صورت شخصیسازی شده، ضروری به نظر میرسد. به طور معمول برای ساخت قفس همجوشی کمری از آلیاژهای تیتانیومی و پلیمر پیک استفاده میشود. فاصلهی بسیار زیاد مدول یانگ تیتانیوم با استخوان طبیعی انسان و نیز دمای ذوب بسیار بالا، دشواری فرآوری و قیمت بالای پلیمر پیک آنها را گزینهی مناسبی جهت ساخت قفس همجوشی کمری نشان نمیدهد. در این پژوهش پلیمر آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) و نانومواد سرامیکی هیدروکسی آپاتیت (HA) به منظور امکانسنجی ساخت قفس همجوشی کمری با نانوکامپوزیت ABS-HA از نظر ترکیب مواد، در درصدهای وزنی صفر، 5، 10 و 20 از HA توسط فرآیند چاپ سهبعدی مستقیم پلیمر مذاب (LDM) با یکدیگر ادغام شدند. نمونههای کشش، خمش، ضربه، فشار و سایش توسط دستگاه LDM تولید شدند. به منظور مقایسه خواص مکانیکی، نمونههای خالص و نانوکامپوزیتی به ترتیب توسط روشهای FDM و قالبگیری تزریقی نیز ساخته شدند. نتایج نشان داد نمونههای قالبگیری شده خواص بهبودیافتهای را نسبت به نمونههای چاپ سهبعدی ارائه دادند. همچنین نمونههای LDM خواص مکانیکی بالاتری را نسبت به نمونههای FDM نشان دادند. نتایج تجربی بدست آمده از خواص مکانیکی نشان داد افزودن HA به ABS منجر به کاهش استحکام کششی، استحکام خمشی، مقاومت در برابر ضربه، کرنش در شکست و مقاومت در برابر سایش نمونههای نانوکامپوزیتی میگردد. از سوی دیگر مدول کششی، مدول خمشی، زبری سطح، سطح ویژه و انرژی آزاد سطح نمونههای نانوکامپوزیتی افزایش یافته است. استحکام تسلیم فشاری و مدول فشاری که در این پژوهش بسیار مورد تاکید اند، در نمونههای LDM دارای 20% وزنی HA به ترتیب 5/27% و 77% نسبت به نمونههای خالص افزایش داشتند. طبق نتایج آزمون حرارتی DSC، افزودن نانومواد HA به طور کلی موجب افزایش دمای انتقال شیشهای (