Process parameter optimization for Fused Filament Fabrication additive manufacturing of PLA/PHA biodegradable polymer blend / Muhammad Salman Mustafa in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. 37, N° 1 (2022)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 37, N° 1 (2022) . - p. 1-14 Titre : Process parameter optimization for Fused Filament Fabrication additive manufacturing of PLA/PHA biodegradable polymer blend Type de document : texte imprimé Auteurs : Muhammad Salman Mustafa, Auteur ; Muhammad Arslan Muneer, Auteur ; Muhammad Qasim Zafar, Auteur ; Muhammad Arif, Auteur ; Ghulam Hussain, Auteur ; Farrukh Arsalan Siddiqui, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : p. 1-14 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Analyse de variance En statistique, l'analyse de la variance (terme souvent abrégé par le terme anglais ANOVA : ANalysis Of VAriance) est un ensemble de modèles statistiques utilisés pour vérifier si les moyennes des groupes proviennent d'une même population. Les groupes correspondent aux modalités d'une variable qualitative (p. ex. variable : traitement; modalités : programme d'entrainement sportif, suppléments alimentaires ; placebo) et les moyennes sont calculés à partir d'une variable continue (p. ex. gain musculaire). Ce test s'applique lorsque l'on mesure une ou plusieurs variables explicatives catégorielles (appelées alors facteurs de variabilité, leurs différentes modalités étant parfois appelées "niveaux") qui ont de l'influence sur la loi d'une variable continue à expliquer. On parle d'analyse à un facteur lorsque l'analyse porte sur un modèle décrit par un seul facteur de variabilité, d'analyse à deux facteurs ou d'analyse multifactorielle sinon. (Wikipedia) Extrusion filage Impression tridimensionnelle Matières plastiques -- Extrusion:Polymères -- Extrusion Matières plastiques -- Propriétés mécaniques Plan d'expérience Polyhydroxyalcanoates Les polyhydroxyalcanoates ou PHAs sont des polyesters biodégradables produits naturellement par fermentation bactérienne de sucres ou lipides. Ils sont produits par les bactéries en tant que stockage de carbone et d'énergie. Le terme polyhydroxyalcanoate regroupe plus de 150 monomères différents qui conduisent à des propriétés parfois très différentes. Ces polymères peuvent ainsi présenter des propriétés thermoplastiques ou d'élastomères avec des points de fusion allant de 40 à 180°C. Polylactique, Acide L'acide polylactique (anglais : polylactic acid, abrégé en PLA) est un polymère entièrement biodégradable utilisé dans l'alimentation pour l'emballage des Å“ufs et plus récemment pour remplacer les sacs et cabas en plastiques jusqu'ici distribués dans les commerces. Il est utilisé également en chirurgie où les sutures sont réalisées avec des polymères biodégradables qui sont décomposés par réaction avec l’eau ou sous l’action d’enzymes. Il est également utilisé pour les nouveaux essais de stent biodégradable. Le PLA peut-être obtenu à partir d'amidon de maïs, ce qui en fait la première alternative naturelle au polyéthylène (le terme de bioplastique est utilisé). En effet, l'acide polylactique est un produit résultant de la fermentation des sucres ou de l'amidon sous l'effet de bactéries synthétisant l'acide lactique. Dans un second temps, l'acide lactique est polymérisé par un nouveau procédé de fermentation, pour devenir de l'acide polylactique. Ce procédé conduit à des polymères avec des masses molaires relativement basses. Afin de produire un acide polylactique avec des masses molaires plus élevées, l'acide polylactique produit par condensation de l'acide lactique est dépolymérisé, produisant du lactide, qui est à son tour polymérisé par ouverture de cycle. Le PLA est donc l’un de ces polymères, dans lequel les longues molécules filiformes sont construites par la réaction d’un groupement acide et d’une molécule d’acide lactique sur le groupement hydroxyle d’une autre pour donner une jonction ester. Dans le corps, la réaction se fait en sens inverse et l’acide lactique ainsi libéré est incorporé dans le processus métabolique normal. On obtient un polymère plus résistant en utilisant l'acide glycolique, soit seul, soit combiné à l’acide lactique. Procédés de fabrication Surfaces de réponse (statistique) Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : Fused Filament Fabrication (FFF) is a widely embraced material extrusion (MEX) additive manufacturing (AM) process to produce complex three-dimensional structures, and it is typically used in the fabrication of biodegradable polymers for biomedical applications. However, FFF as a fabrication process for blended polymeric materials needs to be optimized for enhanced mechanical properties. In this work, biodegradable polylactic acid (PLA)/polyhydroxyalkanoate (PHA) dog-bone and notched specimens are printed to determine optimum printing parameters for superior mechanical properties in FFF additive manufacturing. The effect of layer thickness, infill density, and printing bed temperature on mechanical properties is investigated by employing a design of experiments (DoE) approach using response surface methodology (RSM). Experimental results showed the significance of the opted parameters for mechanical properties of the PLA/PHA blend. Then, optimum values for layer thickness, infill density, and printing bed temperature are identified for tensile and impact strength and an empirical relationship between parameters is formulated for low density and cost-effective fabrication. Finally, the analysis of variance (ANOVA) is performed to check the adequacy of the model for the influence of process parameters and their mutual interactions. The verification experiments validated the adequacy of the proposed model for PLA/PHA blend in FFF additive manufacturing. Note de contenu : - METHODOLOGY : Material, printer, specimen - Response surface methodology ( RSM) - Printing procedure - Experimental results - DISCUSSION : Tensile strength (σuts) - Tensile strength (σuts) ANOVA - Impact strength - Impact strength ANOVA - Process parameter optimization - Verification of experiments DOI : https://doi.org/10.1515/ipp-2021-4115 En ligne : https://drive.google.com/file/d/10HTsS6kSKB32XywZbZfGePKMd3_4nBds/view?usp=share [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=38436 [article]

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