1.1Uticaj HPMC-a na ispisnobilnost minobacača 3D štampanja
1.1.1Efekat HPMC-a na ekstrudibilnost minobacača 3D štampanja
Prazna grupa M-H0 bez HPMC-a i testnih grupa sa HPMC sadržajem od 0,05%, 0,15%, 0,20%, 0,20%, a 0,30% omogućeno je da se zastoje za različita vremena, a zatim je testirana fluidnost. Može se vidjeti da će ugradnja HPMC-a značajno smanjiti fluidnost maltera; Kada se sadržaj HPMC postepeno povećava sa 0% na 0,30%, početna fluidnost maltera smanjuje se sa 243 mm do 206, 191, 167 i 160 mm, respektivno. HPMC je visoko molekularni polimer. Mogu se zapletati jedni s drugima kako bi se formirali mrežnu strukturu, a kohezija cementne kašike može se povećati inkapsulirajućim komponentama kao što su CA (oh) 2. Makroskopski, poboljšana je kohezivnost maltera. Uz proširenje stalnog vremena, stupanj hidratacije maltera povećava se. povećana, fluidnost se vremenom izgubila. Fluidnost prazne grupe M-H0 bez HPMC-a brzo se smanjila. U eksperimentalnoj grupi sa 0,05%, 0,10%, 0,20% i 0,30% HPMC, stupanj smanjenja fluidnosti s vremenom se smanjio, a fluidnost maltera nakon stojeća 600, 177, 164, odnosno 155 mm, odnosno 155 mm, respektivno . Fluidnost je 87,3%, 92,7%, 98,2%, 96,8%. Uključivanje HPMC-a može značajno poboljšati sposobnost zadržavanja maltera, koja je zbog kombinacije HPMC-a i molekula vode; S druge strane, HPMC može formirati sličan film koji ima mrežnu strukturu i omotavanje cementa, što učinkovito smanjuje voljulizacija vode u malteru i ima određenu performanse zadržavanja vode. Vrijedi napomenuti da je kada sadržaj HPMC iznosi 0,20%, sposobnost zadržavanja malterske fluidnosti dostiže najviši nivo.
Fluidnost 3D maltera za štampanje pomiješan sa različitim količinama HPMC-a iznosi 160 ~ 206 mm. Zbog različitih parametara pisača, preporučeni rasponi fluidnosti dobivenih od strane različitih istraživača različite su, poput 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm. Sa slike 3 može se intuitivno vidjeti, može se vidjeti da je fluidnost maltera 3D-tiska pomiješana u preporučenom rasponu, posebno kada je sadržaj HPMC-a 0,20%, fluidnost maltera u roku od 60 minuta unutar 60 minuta je unutar Preporučeni asortiman, koji zadovoljava odgovarajuću fluidnost i sladak. Stoga se, iako se smanjuje fluidnost maltera sa odgovarajućom količinom HPMC-a, što dovodi do smanjenja ekstrudibilnosti, još uvijek ima dobru ekstrudibilnost, koja je unutar preporučenog raspona.
1.1.2Efekat HPMC-a na stacljivost minobacača 3D štampanja
U slučaju da se ne upotrebljava predložak, veličina stope zadržavanja oblika ispod samostepene ovisi o stresu prinosa materijala, koji je povezan sa unutrašnjom kohezijom između gnojevine i agregata. Zadržavanje oblika dato je 3D maltre za štampanje sa različitim HPMC sadržajem. Stopa promjena sa stalnim vremenom. Nakon dodavanja HPMC-a, brzina zadržavanja oblika poboljšana je, posebno u početnoj fazi i stajaći 20 min. Međutim, uz proširenje stajanja, efekt poboljšanja HPMC-a na brzinu repencije oblika postepeno oslabio, koji je uglavnom bio zbog brzine zadržavanja značajno povećan. Nakon stojeća 60 min, samo 0,20% i 0,30% HPMC može poboljšati brzinu zadržavanja oblika maltera.
Rezultati ispitivanja otpornosti na 3D štampanje sa različitim HPMC sadržajem prikazani su na slici 5. Može se vidjeti sa slike 5 da se otpor prodora uglavnom povećava s produžetkom trajnog vremena, što je uglavnom zbog protoka od strane Spalicu tokom procesa hidratacije cementa. Postepeno se razvijalo u krutu čvrstu solidnu; U prvih 80 min, osnivanje HPMC-a povećao je otpor prodora i povećanjem sadržaja HPMC-a, povećao se otpor prodora. Što je veća otpornost na prodor, deformacija materijala zbog primijenjenog opterećenja, veća je otpornost HPMC-a, što ukazuje da HPMC može poboljšati ranu stacljivost maltera 3D štampanja. Budući da se hidroksil i etrone na polimernom lancu HPMC-a lako u kombinaciji sa vodikovim vezama, što rezultira postepenim smanjenjem slobodne vode i povezivanja čestica povećava se, tako da rana otpornost na penetracije postaje veći. Nakon stojećih 80 minuta, zbog hidratacije cementa, otpornost na prodor prazne grupe bez HPMC-a brzo se povećao, dok je prodor otpornost testne grupe sa HPMC-om povećao da se ne mijenja značajno dok se ne mijenja znatno do oko 160 min. Prema Chenu i sur., To je uglavnom zato što HPMC formira zaštitni film oko cementnih čestica, što produžava vrijeme podešavanja; Pourchez i sur. Nadreženi da je to uglavnom zbog vlakana jednostavnih eterskih degradacijskih proizvoda (poput karboksilata) ili metoksilne grupe mogu odgoditi hidrataciju cementa retardirajući formiranje CA (OH) 2. Vrijedi napomenuti da, kako bi se spriječilo razvoju otpornosti na prodor na utjecaj isparavanja vode na površini uzorka, ovaj eksperiment proveden je pod istim uvjetima temperature i vlažnosti. U cjelini, HPMC može učinkovito poboljšati slaganje 3D maltera za štampanje u početnoj fazi, odgoditi koagulaciju i produžiti vrijeme ispisa 3D maltera za ispis.
3D štampanje sitnice (dužina 200 mm × širina 20 mm × Debljina sloja 8 mm): prazna grupa bez HPMC-a teško je deformirana, srušila i imala je krvarenje prilikom ispisa na sedmom sloju; M-H0.20 grupni malter ima dobru stacljivost. Nakon štampanja 13 slojeva širina gornje ivice je 16,58 mm, širina donje ivice je 19,65 mm, a omjer gornje do dna (omjer gornje ivice širine do donje ivice) je 0,84. Odstupanje dimenzionalno je malo. Stoga je provjereno ispisajući da ugradnja HPMC-a može značajno poboljšati ispis maltera. Malter fluidnost ima dobru ekstrudibilnost i slaganost na 160 ~ 170 mm; Stopa zadržavanja oblika je manja od 70% ozbiljno je deformirana i ne može ispuniti zahtjeve za ispis.
1.2Uticaj HPMC na reološka svojstva minobacača 3D štampanja
Navezna viskoznost čiste pulpe pod različitim HPMC sadržajem daje se: uz povećanje smicanja, prividna viskoznost čiste pulpe opada, a pojava smicanja stanja je pod visokim HPMC sadržajem. To je očiglednije. Molekularni lanac HPMC poremećen je i pokazuje veću viskoznost pri niskoj brzini smicanja; Ali u velikoj brzini, HPMC molekuli se kreću paralelno i uredno duž smirenog smjera, čineći molekule lakše klizanju, tako da je tablica prividna viskoznost gnojiva relativno mala. Kada je brzina smicanja veća od 5,0 S-1, prividna viskoznost P-H0 u praznoj grupi u osnovi je stabilna unutar 5 PA S; Dok se prividna viskoznost gnoja povećava nakon dodavanja HPMC-a i miješa se sa HPMC-om. Dodatak HPMC-a povećava unutrašnje trenje između čestica cementa, što povećava prividnu viskoznost paste, a makroskopska performansa je da se ekstrudifikacija 3D maltera za štampanje smanjuje.
Zabilježen je odnos između smicanja i smične stope čiste gnojevine u reološkom testu, a binham model korišten je za uklapanje rezultata. Rezultati su prikazani na slici 8 i tablici 3. Kada je sadržaj HPMC-a bio 0,30%, tačna stopa tokom testa bila je veća od 32,5 kada viskoznost gnojnice prelazi raspon instrumenta na S-1, odgovarajućim podacima bodovi se ne mogu sakupljati. Općenito, područje ograđene uzdižućim i padnim krivuljama u stabilnoj fazi (10,0 ~ 50,0 S-1) koristi se za karakterizaciju tiksotropije gnorske [21, 33]. Thixotropy se odnosi na svojstvo koje gnojiva ima veliku fluidnost pod djelovanjem eksterne spoljne sile i može se vratiti u prvobitno stanje nakon otkazivanja širenja. Odgovarajuća tiksotropija vrlo je važna za ispis maltera. Može se vidjeti sa slike 8 da je tiksotropno područje prazne grupe bez HPMC-a bilo samo 116,55 pa / s; Nakon dodavanja 0,10% HPMC-a, tiksotropno područje mrežne paste značajno se povećalo na 1 800,38 pa / s; Uz porast, tiksotropno područje paste smanjilo se, ali još je bilo 10 puta veće od one prazne grupe. Iz perspektive Thixotropyja, ugradnja HPMC-a uvelike poboljšala ispis maltera.
Da bi malter održao svoj oblik nakon ekstruzije i da izdrži opterećenje kasnijeg ekstrudiranog sloja, malter mora imati veći stres prinosa. Može se vidjeti iz tablice 3 da se stres prinosa τ0 neto gnoćske znatno poboljšava nakon dodavanja HPMC-a, a slično je HPMC-u. Sadržaj HPMC-a pozitivno je koreliran; Kada je sadržaj HPMC-a 0,10%, 0,20%, a 0,30%, stres prinosa neto paste povećava se na 8,6, 23,7, a 31,8 puta od prazne grupe, respektivno; Plastična viskoznost μ takođe se povećava uz povećanje sadržaja HPMC-a. 3D štampanje zahtijeva da plastična viskoznost maltera ne bi trebala biti premala, u protivnom će deformacija nakon ekstruzije biti velika; Istovremeno treba održavati odgovarajuću plastičnu viskoznost kako bi se osigurala konzistentnost materijalnog ekstruzije. Ukratko, sa stanovišta reologije, HPMC-ova inkorporacija ima pozitivan učinak na poboljšanje stanja 3D maltera za štampanje. Nakon uključivanja HPMC-a, čista pasta i dalje je u skladu s bingham reološkim modelom, a dobrota fit R2 nije niža od 0,99.
1.3Efekat HPMC-a na mehanička svojstva maltera 3D štampanja
28 D Snaga pritiska i fleksibilna snaga 3D maltera za štampanje. Povećanjem HPMC sadržaja, smanjena je čvrstoća kompresivne i fleksibilne snage od 28 D od 3D štampanja; Kada je sadržaj HPMC dosegao 0,30%, 28 D Snaga tlaka i snage savijanja su 30,3 i 7,3 MPa, respektivno. Studije su pokazale da HPMC ima određeni efekt za uvlačenje zraka, a ako je njegov sadržaj previsok, unutarnja poroznost maltera će se značajno povećati; Rasprostranjenost difuzije povećava se i teško je ispuštati sve. Stoga, porast poroznosti može biti razlog smanjenja snage 3D maltera za štampanje uzrokovano HPMC-om.
Jedinstveni postupak lajnog oblikovanja 3D štampanja dovodi do postojanja slabih područja u strukturi i mehaničkim svojstvima između susjednih slojeva, a čvrstoća lijepljenja između slojeva ima veliki utjecaj na cjelokupnu snagu tiskane komponente. Za 3D štampanje malter uzorke pomiješane sa 0,20% HPMC M-H0.20, a jačina veznog ventara testirana je metodom razdvajanja međubrana. Snaga veznih veza od tri dijela bila je veća od 1,3 MPa; A kad je broj slojeva bio nizak, jačina veznjača međulepora bila je nešto viša. Razlog je možda taj, s jedne strane, težina gornjeg sloja čini donjim slojevima gušće vezanim; S druge strane, površina maltera može imati više vlage prilikom ispisa donjeg sloja, dok se površinska vlaga maltera smanjiva zbog isparavanja i hidratacije prilikom ispisa gornjeg sloja, tako da je veza između donjeg slojeva jača.
1.4Učinak HPMC-a na mikromorfologiju maltera 3D štampanja
Sem slike M-H0 i M-H0,20 u uzorcima u 3 D pokazuju da se površine pora u uzorcima M-H0,20 značajno povećavaju nakon dodavanja 0,20% HPMC-a, a veličina pora je veća od onog prazna grupa. To je s jedne strane, jer HPMC ima efekt za uvlačenje zraka koji uvodi ujednačene i fine pore; S druge strane, možda je da dodavanje HPMC-a povećava viskoznost gnojive, čime se povećava otpornost na ispuštanje zraka unutar gnojive. Povećanje može biti glavni razlog smanjenja mehaničkih svojstava maltera. Ukratko, kako bi se osigurala snaga 3D maltera za štampanje, sadržaj HPMC-a ne bi trebao biti prevelik (≤ 0,20%).
Zaključno
(1) Hidroksipropil metilcelulozni HPMC poboljšava ispis maltera. Povećanjem sadržaja HPMC-a, ekstrudibilnost maltera se smanjuje, ali ipak ima dobru izdubljivost, postavljanje je poboljšana, a za ispis je produženo. Provjereno je tiskanjem da se deformacija donjeg sloja maltera smanji nakon dodavanja HPMC-a, a omjer gornjeg dna je 0,84 kada je HPMC sadržaj 0,20%.
(2) HPMC poboljšava reološka svojstva maltera 3D štampanja. Povećanjem HPMC sadržaja, prividne viskoznosti, stresa i plastične viskoznosti porasta gnoja; Thixotropy se prvo povećava, a zatim se smanjuje, a primatljivostika se dobiva. Poboljšanje. Iz perspektive reologije, dodavanje HPMC-a takođe može poboljšati ispis maltera. Nakon dodavanja HPMC-a, gnoj se još uvijek u skladu s bingam reološkim modelom, a dobrota fit R2≥0.99.
(3) Nakon dodavanja HPMC-a, mikrostrukturu i porama materijala povećavaju se. Preporučuje se da sadržaj HPMC-a ne smije biti veći od 0,20%, u protivnom će imati veliki utjecaj na mehanička svojstva maltera. Snaga lijepljenja između različitih slojeva 3D maltera za štampanje je nešto drugačija, a broj slojeva kada je niža, čvrstoća veze između slojeva maltera je veća.
Vrijeme objavljivanja: sep-27-2022