Hidroksipropilmetilceliuliozės įtaka 3D spausdinimo skiedinio savybėms

Tiriant skirtingų hidroksipropilmetilceliuliozės (HPMC) dozių įtaką 3D spausdinimo skiedinio spausdinamumui, reologinėms savybėms ir mechaninėms savybėms, buvo aptarta tinkama HPMC dozė, išanalizuotas jos įtakos mechanizmas kartu su mikroskopine morfologija.Rezultatai rodo, kad didėjant HPMC kiekiui skiedinio skystumas mažėja, tai yra, didėjant HPMC kiekiui mažėja ekstrudiškumas, tačiau gerėja skystumo sulaikymo gebėjimas.Ekstruduojamumas;formos išlaikymo greitis ir atsparumas prasiskverbimui esant savaiminiam svoriui žymiai padidėja didėjant HPMC kiekiui, tai yra, didėjant HPMC kiekiui, pagerėja sukrovimas ir pailgėja spausdinimo laikas;reologijos požiūriu, su Padidėjus HPMC kiekiui, ženkliai padidėjo srutų tariamasis klampumas, takumo įtempis ir plastinis klampumas, pagerėjo krovumas;tiksotropija iš pradžių padidėjo, o paskui sumažėjo, didėjant HPMC kiekiui, pagerėjo spausdinamumas;padidintas HPMC kiekis Per didelis padidins skiedinio poringumą ir stiprumą. Rekomenduojama, kad HPMC kiekis neviršytų 0,20%.

Pastaraisiais metais 3D spausdinimo (dar žinomo kaip „priedų gamyba“) technologija sparčiai vystėsi ir buvo plačiai naudojama daugelyje sričių, tokių kaip bioinžinerija, aviacija ir meninė kūryba.3D spausdinimo technologijos procesas be pelėsio labai pagerino medžiagas ir konstrukcijų projektavimo lankstumą bei automatizuoto statybos metodą ne tik labai sutaupo darbo jėgos, bet ir tinka statybos projektams įvairiose atšiauriose aplinkose.3D spausdinimo technologijos ir statybos srities derinys yra novatoriškas ir perspektyvus.Šiuo metu cemento pagrindu pagamintos medžiagos 3D Tipiškas spausdinimo procesas yra ekstruzijos krovimo procesas (įskaitant kontūro proceso kontūrų formavimą) ir betono spausdinimo bei miltelinio klijavimo procesas (D formos procesas).Tarp jų, ekstruzijos krovimo procesas turi mažų skirtumų nuo tradicinio betono formavimo proceso, didelio didelio dydžio komponentų ir statybos sąnaudų pranašumų.Mažesniu pranašumu tapo dabartiniai cemento pagrindu pagamintų medžiagų 3D spausdinimo technologijos tyrimų taškai.

Cemento pagrindo medžiagoms, naudojamoms kaip „rašalo medžiagos“ 3D spausdinimui, jų eksploatacinių savybių reikalavimai skiriasi nuo bendrųjų cemento pagrindu pagamintų medžiagų: viena vertus, taikomi tam tikri šviežiai sumaišytų cemento pagrindu pagamintų medžiagų apdirbamumo reikalavimai ir statybos procesas turi atitikti sklandaus ekstruzijos reikalavimus, kita vertus, ekstruzinė cemento pagrindo medžiaga turi būti sukraunama, tai yra, ji labai nesugrius ir nedeformuosis veikiant savo svoriui ir slėgiui viršutinis sluoksnis.Be to, 3D spausdinimo laminavimo procesas sudaro sluoksnius tarp sluoksnių. Siekiant užtikrinti geras tarpsluoksnio sąsajos srities mechanines savybes, 3D spausdinimo statybinės medžiagos taip pat turi turėti gerą sukibimą.Apibendrinant galima pasakyti, kad tuo pačiu metu yra sukurtas ekstruzijos, sukrovimo ir didelio sukibimo dizainas.Cemento pagrindu pagamintos medžiagos yra viena iš būtinų 3D spausdinimo technologijos taikymo statybos srityje sąlygų.Cementinių medžiagų hidratacijos proceso ir reologinių savybių reguliavimas yra du svarbūs būdai, kaip pagerinti minėtą spausdinimo efektyvumą.Cementinių medžiagų hidratacijos proceso reguliavimas Sunku įgyvendinti ir nesunku sukelti tokių problemų kaip vamzdžių užsikimšimas;o reologinių savybių reguliavimas turi išlaikyti sklandumą spausdinimo proceso metu ir struktūrizavimo greitį po ekstruzinio formavimo. Dabartiniuose tyrimuose cemento pagrindo reologinėms savybėms koreguoti dažnai naudojami klampumo modifikatoriai, mineraliniai priedai, nanomoliai ir kt. medžiagų, kad būtų pasiektas geresnis spausdinimo našumas.

Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) yra įprastas polimerų tirštiklis.Hidroksilo ir eterio ryšiai molekulinėje grandinėje gali būti sujungti su laisvu vandeniu per vandenilinius ryšius.Jo įvedimas į betoną gali veiksmingai pagerinti jo sanglaudą.ir vandens sulaikymas.Šiuo metu tiriant HPMC poveikį cemento pagrindo medžiagų savybėms daugiausia dėmesio skiriama jo poveikiui sklandumui, vandens sulaikymui ir reologijai, o 3D spausdinimo cemento pagrindu pagamintų medžiagų savybių tyrimų atlikta nedaug ( pvz., išspaudžiamumas, sukraunamumas ir kt.).Be to, nesant vienodų 3D spausdinimo standartų, cemento pagrindu pagamintų medžiagų spausdinamumo vertinimo metodas dar nenustatytas.Medžiagos sukrovimas į krūvą vertinamas pagal spausdinamų sluoksnių, turinčių didelę deformaciją, skaičių arba didžiausią spausdinimo aukštį.Minėti vertinimo metodai yra labai subjektyvūs, menkai universalūs ir sudėtingi.Veiklos vertinimo metodas turi didelį potencialą ir vertę inžinerijos taikyme.

Šiame darbe skirtingos HPMC dozės buvo įvestos į cemento pagrindo medžiagas, siekiant pagerinti skiedinio spausdinamumą, o HPMC dozavimo poveikis 3D spausdinimo skiedinio savybėms buvo visapusiškai įvertintas tiriant spausdinamumą, reologines ir mechanines savybes.Remiantis tokiomis savybėmis kaip sklandumas Remiantis vertinimo rezultatais, spausdinimo patikrai buvo parinktas skiedinys, sumaišytas su optimaliu HPMC kiekiu, ir patikrinti atitinkami spausdinamo objekto parametrai;remiantis mėginio mikroskopinės morfologijos tyrimu, buvo ištirtas vidinis spausdinimo medžiagos veikimo evoliucijos mechanizmas.Tuo pačiu metu buvo sukurta 3D spausdinimo medžiaga cemento pagrindu.Išsamus spausdinamo našumo vertinimo metodas, skatinantis 3D spausdinimo technologijos taikymą statybos srityje.


Paskelbimo laikas: 2022-09-27