EXPERIMENTAL INVESTIGATION AND COMPUTATIONAL MODELING OF VOIDS IN ADDITIVELY MANUFACTURED FUSED DEPOSITION MODELLING PARTS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (MS Thesis) Mosa_MS_Thesis_ FV with DGIS Stamp (For e-upload).pdf Restricted to Repository staff only until 3 June 2025. Download (4MB)

Arabic Abstract

التصنيع بالإضافة قد غيّر مفهوم التصنيع الحديث من خلال تمكين تصنيع أشكال معقدة بمرونة وكفاءة لا مثيل لهما. ومن بين تقنيات التصنيع بالإضافة المتنوعة، تبرز تقنية النمذجة بالترسيب المنصهر نظرًا لا نتشار استخدامها الواسع بفضل تكلفتها المنخفضة وسهولة تشغيله ا. ومع ذلك، تظهر الأجزاء المصنعة بتقنية النمذجة بالترسيب المنصهر في كثير من الأحيان عيوبًا متأصلة مثل التجويفات، التي من الممكن أن تؤثر بشكل كبير على الخصائص الميكانيكية لهذه الأجزاء. تهدف هذه الأطروحة البحثية إلى استكشاف تأثير كثافة التعبئة على تكون التجويفات وتأثيرها على الخص ائص الميكانيكية للأجزاء المصنعة بتقنية النمذجة بالترسيب المنصهر من خلال مجموعة من التحقيقات التجريبية و النماذج التحليلية و الحوسبية. تم تصنيع عينات باستخدام حمض البوليلاكتيك بكثافات تعبئة متفاوتة وتم توصيفها باستخدام مجهر المسح بالالكترونات لتقييم هياكلها الدقيقة. تم من ثم إجراء اختبار الشد لتحليل الخصائص الميكانيكية للأ جزاء المطبوعة باستخدام حمض البوليلاكتيك. وقد تمت مقارنة نموذج تحليلي جديد مقترح في هذا البحث بنماذج تحليلية تقليدية لتوقع صلابة الأجزاء المسامية المصنعة بتقنية النمذجة بالترسيب المنصهر. وتم تطوير مجموعة من النماذج الحوسبية ثنائية وثلاثية الأبعاد لتصوير سلوك الأجزاء المصنعة بتقنية النمذجة بالترسيب المنصهر خلال ظروف الش د استنادًا على هياكل كثيفة ومسامية .

English Abstract

Additive Manufacturing (AM) has revolutionized modern manufacturing by enabling the fabrication of complex geometries with unprecedented flexibility and efficiency. Among the various AM techniques, FDM stands out for its widespread use owing to its affordability and ease of operation. However, FDM parts often exhibit inherent defects such as porosities, which can significantly impact their mechanical properties. This thesis investigates the influence of infill density on void formation and its effects on the mechanical properties of FDM parts through a combination of experimental, analytical, and computational analyses. PLA FDM samples with varying infill densities were manufactured and characterized to assess the part microstructures. Tensile testing was then conducted to analyze the mechanical properties of printed PLA FDM parts. A new analytical model was also proposed and compared to conventional analytical models to predict the stiffness of FDM porous parts. Various 2D and 3D computational models were developed to capture the tensile behavior of FDM parts based on dense and porous structures.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Research Research > Engineering Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Ali, Usman
Committee Members:	Albinmousa, Jafar and Abubakar, Abba
Depositing User:	MOSA ALMUTAHHAR (g201480560)
Date Deposited:	04 Jun 2024 07:51
Last Modified:	04 Jun 2024 07:51
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142926