ساخت افزایشی به‌ویژه روش‌های اکستروژنی FDM و FGF توجه گسترده‌ای را جلب کرده است. با این حال، خواص مکانیکی ضعیف پلیمرهایی نظیر اکرونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) کاربرد آن‌ها را محدود می‌کند. در این پژوهش، اثر افزودن نانولوله‌های کربنی چنددیواره عامل‌دار و نانوصفحات اکسیدگرافن بر خواص مکانیکی کامپوزیت‌های ABS بررسی شد. نانوکامپوزیت‌ها با سه ترکیب 0.15% GO+0.15%CNT ، 0.2%GO+0.1%CNT و0.1%GO+0.2%CNT به روش اختلاط شیمیایی تهیه شدند. نمونه‌های استاندارد کشش، خمش سه‌نقطه‌ای و ضربه ایزود با دو روش FDM و FGFچاپ شدند. ترکیب متوازن0.15%GO+0.15%CNT بیشترین بهبود را در استحکام کششی (۳۸%) و مدول خمشی (۴۲%) نسبت به ABS خالص نشان داد. ترکیبات با نسبت نابرابر به دلیل انباشتگی یا درهم‌تنیدگی ذرات، عملکرد ضعیف‌تری داشتند. روش FGF علیرغم حذف فیلامنت‌سازی، خواص قابل مقایسه با FDM (اختلاف کمتر از ۱۵%) ارائه داد و از نظر اقتصادی برتر است. تصاویر FESEM پراکنش یکنواخت نانوذرات و مکانیسم‌های پل‌زنی توسط CNT و انحراف ترک توسط GO را تأیید کرد که توجیه‌گر بهبود همزمان استحکام و چقرمگی در نمونه‌های متوازن است.
Ngo TD, Kashani A, Imbalzano G, Nguyen KTQ, Hui D. Additive manufacturing (3D printing): A review of materials, methods, applications and challenges. Composites Part B: Engineering. 2018 Jun;143:172-96.
Torrado Perez AR, Roberson DA, Wicker RB. Fracture behavior of ABS material processed by fused deposition modeling. Additive Manufacturing. 2014 Oct;2:180-8.
Rankouhi B, Javadpour S, Delfanian F, Letcher T. Failure Analysis and Mechanical Characterization of 3D Printed ABS With Respect to Layer Thickness and Orientation. Journal of Failure Analysis and Prevention. 2016 Jun;16(3):467-81.
Ahn S, Montero M, Odell D, Roundy S, Wright PK. Anisotropic material properties of fused deposition modeling ABS. Rapid Prototyping Journal. 2002 Oct;8(4):248-57.
Duty CE, Kunc V, Compton B, Post B, Erdman D, Smith R, Lind R, Lloyd P, Love L. Structure and mechanical behavior of Big Area Additive Manufacturing (BAAM). Additive Manufacturing. 2017 Aug;16:1-9.
Love LJ, Kunc V, Rios O, Duty CE, Elliott AM, Post BK, Smith RJ, Blue CA. The importance of pellet-based feedstock in additive manufacturing. Additive Manufacturing. 2015 Oct;8:80-90.
Singh P, Singari RM, Mishra RS. FDM 3D printing of MWCNT reinforced ABS nanocomposites with enhanced mechanical properties. Journal of Manufacturing Processes. 2019 Jan;37:201-10.
Dul S, Fambri L, Pegoretti A. Filaments Production and Fused Deposition Modelling of ABS/Carbon Nanotubes Composites. Nanomaterials. 2018 Jan;8(1):49.
Jyoti J, Arya AK, Chockalingam S, Yadav SK, Subhedar KM, Dhakate SR, Singh BP. Mechanical, electrical and thermal properties of graphene oxide-carbon nanotube/ABS hybrid polymer nanocomposites. Journal of Polymer Research. 2020 Sep;27(9):282.
Vidakis N, Maniadi A, Petousis M, Vamvakaki M, Kenanakis G, Koudoumas E. Mechanical and Electrical Properties Investigation of 3D-Printed Acrylonitrile–Butadiene–Styrene Graphene and Carbon Nanocomposites. Journal of Materials Engineering and Performance. 2020 Mar;29(3):1909-19.
Dul S, Gutierrez BJA, Pegoretti A, Alvarez-Quintana J, Fambri L. 3D printing of ABS Nanocomposites. Comparison of processing and effects of multi-wall and single-wall carbon nanotubes on thermal, mechanical and electrical properties. Journal of Materials Science & Technology. 2022 Aug;121:52-66.
Thaler D, Aliheidari N, Ameli A. Mechanical, electrical, and piezoresistivity behaviors of additively manufactured acrylonitrile butadiene styrene/carbon nanotube nanocomposites. Smart Materials and Structures. 2019 Jul;28(8):084004.
Le TH, Le VS, Dang QK, Nguyen MT, Le TK, Bui NT. Microstructure evaluation and thermal–mechanical properties of ABS/MWCNT filaments. Applied Sciences. 2021;11(19):8798.
Spoerk M, Savandaiah C, Arbeiter F, Traxler G, Cardon L, Holzer C, Sapkota J. Anisotropic properties of oriented short carbon fibre filled polypropylene parts fabricated by extrusion-based additive manufacturing. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2018 Oct;113:95-104.
Dul S, Fambri L, Pegoretti A. Fused deposition modelling with ABS–graphene nanocomposites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2016 Jun;85:181-91.
Farajian J, Alipanahi A, Mahboubkhah M. Analyses of mechanical properties and morphological behavior of additively manufactured ABS polymer, ABS/PBT blend, and ABS/PBT/CNT nanocomposite parts. Journal of Thermoplastic Composite Materials. 2023 Jun;36(6):2390-411.
Mohammadsalih Z, Sapuan SM. Investigation of the structure-property relation for graphene oxide based acrylonitrile butadiene styrene nanocomposites. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2024 Jul;32(7):690-700.
Ding Y, Jiang Y, Wu F, Zhang R. Recent advances on 3D printing graphene-based composites. Nano Materials Science. 2019 Jun;1(2):101-15.
Rafiee MA, Rafiee J, Wang Z, Song H, Yu ZZ, Koratkar N. Graphene Nanocomposites for Improved Mechanical Performance. ACS Nano. 2009 Dec;3(12):3884-90.
Coleman JN, Khan U, Blau WJ, Gun’ko YK. Small but strong: A review of the mechanical properties of carbon nanotube–polymer composites. Carbon. 2006 Aug;44(9):1624-52.
Tekinalp HL, Kunc V, Velez-Garcia GM, Duty CE, Love LJ, Naskar AK, Blue CA, Ozcan S. Highly oriented carbon fiber–polymer composites via additive manufacturing. Composites Science and Technology. 2014 Dec;105:144-50.
Yang T, Zhang P, Liu D, Bai H. Optimization of FDM process parameters: A review. Rapid Prototyping Journal. 2018 Jan;24(1):123-45.
Yao T, Ye J, Deng Z, Zhang K, Ma Y, Ouyang H. Tensile failure strength and separation angle of FDM 3D printing PLA material: Experimental and theoretical analyses. Composites Part B: Engineering. 2020 May;188:107894.
Chacón JM, Caminero MA, García-Plaza E, Núñez PJ. Additive manufacturing of PLA structures using fused deposition modelling: Effect of process parameters on mechanical properties and their optimal selection. Materials & Design. 2017 Jun;124:143-57.
Wang X, Jiang M, Zhou Z, Gou J, Hui D. Interlayer bonding in additive manufacturing of polymers. Materials & Design. 2017 Jun;124:1-10.
Spinelli G, Kopp R, Schneider M. Effect of process parameters on mechanical properties of FDM parts. Procedia CIRP. 2019 Jan;79:231-6.
Wang K, Li S, Rao Y, Wu Y, Peng Y, Yao S, Zhang H, Ahzi S. Flexure Behaviors of ABS-Based Composites Containing Carbon and Kevlar Fibers by Material Extrusion 3D Printing. Polymers. 2019 Nov;11(11):1878.
Vidakis N, Mangelis P, Petousis M, Mountakis N, Moutsopoulou A, Maravelakis E. Mechanical Reinforcement of ABS with Optimized Nano Titanium Nitride Content for Material Extrusion 3D Printing. Nanomaterials. 2023 Feb;13(4):669.
محسن محی الدین شیخان, سواره , محبوب خواه, مهران و نجار, رضا . (1405). مطالعه تجربی خواص مکانیکی قطعات نانوکامپوزیتی ABS تقویت شده با نانولوله‌های کربنی و اکسید گرافن تولید شده به روش‌های چاپ سه‌بعدی FDM و FGF. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 56(3), 119-128. doi: 10.22034/jmeut.2026.72218.3663
MLA
محسن محی الدین شیخان, سواره , , محبوب خواه, مهران , و نجار, رضا . "مطالعه تجربی خواص مکانیکی قطعات نانوکامپوزیتی ABS تقویت شده با نانولوله‌های کربنی و اکسید گرافن تولید شده به روش‌های چاپ سه‌بعدی FDM و FGF", مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 56, 3, 1405, 119-128. doi: 10.22034/jmeut.2026.72218.3663
HARVARD
محسن محی الدین شیخان, سواره, محبوب خواه, مهران, نجار, رضا. (1405). 'مطالعه تجربی خواص مکانیکی قطعات نانوکامپوزیتی ABS تقویت شده با نانولوله‌های کربنی و اکسید گرافن تولید شده به روش‌های چاپ سه‌بعدی FDM و FGF', مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 56(3), pp. 119-128. doi: 10.22034/jmeut.2026.72218.3663
CHICAGO
سواره محسن محی الدین شیخان , مهران محبوب خواه و رضا نجار, "مطالعه تجربی خواص مکانیکی قطعات نانوکامپوزیتی ABS تقویت شده با نانولوله‌های کربنی و اکسید گرافن تولید شده به روش‌های چاپ سه‌بعدی FDM و FGF," مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 56 3 (1405): 119-128, doi: 10.22034/jmeut.2026.72218.3663
VANCOUVER
محسن محی الدین شیخان, سواره, محبوب خواه, مهران, نجار, رضا. مطالعه تجربی خواص مکانیکی قطعات نانوکامپوزیتی ABS تقویت شده با نانولوله‌های کربنی و اکسید گرافن تولید شده به روش‌های چاپ سه‌بعدی FDM و FGF. مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز, 1405; 56(3): 119-128. doi: 10.22034/jmeut.2026.72218.3663
)