1.1Ynfloed fan HPMC op 'e printberens fan 3D-printmortieren
1.1.1It effekt fan HPMC op de extrudability fan 3D printsjen mortieren
De lege groep M-H0 sûnder HPMC en de testgroepen mei HPMC-ynhâld fan 0,05%, 0,10%, 0,20% en 0,30% mochten foar ferskate perioaden stean, en dan waard de fluiditeit hifke. It kin sjoen wurde dat it opnimmen fan HPMC It sil de fluiditeit fan 'e mortier signifikant ferminderje; as de ynhâld fan HPMC stadichoan ferhege wurdt fan 0% nei 0,30%, nimt de earste fluiditeit fan 'e speesje ôf fan respektivelik 243 mm nei 206, 191, 167 en 160 mm. HPMC is in hege molekulêre polymeer. Se kinne mei elkoar ferwûne wurde om in netwurkstruktuer te foarmjen, en de gearhing fan 'e semint slurry kin ferhege wurde troch it ynkapseljen fan komponinten lykas Ca (OH) 2. Makroskopysk wurdt de gearhing fan 'e mortier ferbettere. Mei it ferlingjen fan de steande tiid nimt de hydratisaasjegraad fan de mortier ta. tanommen, de fluidity ferlern oer de tiid. De fluiditeit fan 'e lege groep M-H0 sûnder HPMC fermindere fluch. Yn 'e eksperimintele groep mei 0,05%, 0,10%, 0,20% en 0,30% HPMC, fermindere de mjitte fan ôfnimming fan fluiditeit mei de tiid, en de fluiditeit fan mortier nei 60 minuten stean wie respektivelik 180, 177, 164 en 155 mm. . De fluiditeit is 87,3%, 92,7%, 98,2%, 96,8%. De yntegraasje fan HPMC kin gâns ferbetterje it fêsthâlden fermogen fan mortel fluidity, dat komt troch de kombinaasje fan HPMC en wetter molekulen; oan de oare kant, HPMC kin foarmje in ferlykbere film It hat in netwurk struktuer en wraps it semint, dat effektyf ferminderet de volatilization fan wetter yn 'e mortier en hat in bepaalde wetter fêsthâlden prestaasjes. It is de muoite wurdich opskriuwen dat doe't de ynhâld fan HPMC is 0,20%, it fêsthâlden fermogen fan de mortier fluidity berikt it heechste nivo.
De fluiditeit fan 'e 3D-printmortier mingd mei ferskate hoemannichten HPMC is 160 ~ 206 mm. Troch de ferskillende printerparameters binne de oanbefellende berikken fan fluiditeit krigen troch ferskate ûndersikers ferskillend, lykas 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm. Fanút figuer 3 kin it yntuïtyf sjoen wurde. It kin sjoen wurde dat de fluiditeit fan 'e 3D-printmortier mingd mei HPMC meast binnen it oanrikkemandearre berik is, benammen as de HPMC-ynhâld 0,20% is, is de fluiditeit fan' e mortier binnen 60 minuten binnen. de rekommandearre berik, dat foldocht oan de passende fluidity en stackability. Dêrom, hoewol't de fluidity fan 'e speesje mei in gaadlik bedrach fan HPMC wurdt fermindere, wat liedt ta in fermindering fan extrudability, it hat noch altyd goede extrudability, dat is binnen de rekommandearre berik.
1.1.2It effekt fan HPMC op de stapelberens fan 3D-printmortieren
Yn it gefal fan net mei help fan in sjabloan, de grutte fan de foarm fêsthâlden taryf ûnder selsgewicht hinget ôf fan de opbringst stress fan it materiaal, dat is besibbe oan de ynterne gearhing tusken de slurry en it aggregaat. De foarmbehâld fan 3D-printmortieren mei ferskate HPMC-ynhâld wurdt jûn. It taryf fan feroaring mei steande tiid. Nei it tafoegjen fan HPMC wurdt de foarmbehâldsnivo fan mortel ferbettere, benammen yn 'e earste faze en stean foar 20 min. Lykwols, mei de ferlinging fan steande tiid, de ferbettering effekt fan HPMC op de foarm fêsthâlden taryf fan speesje stadichoan ferswakke, dat wie benammen te tankjen oan De retinsje taryf nimt ta signifikant. Nei stean foar 60 min, mar 0,20% en 0,30% HPMC kin ferbetterje de foarm behâld taryf fan mortel.
De penetraasjeresistinsjetestresultaten fan 'e 3D-printmortier mei ferskate HPMC-ynhâlden wurde werjûn yn figuer 5. It kin sjoen wurde fan figuer 5 dat de penetraasjeresistinsje oer it generaal ferheget mei de útwreiding fan 'e steande tiid, dy't benammen te tankjen is oan' e stream fan 'e slurry tidens it cement hydrataasjeproses. It ûntjoech him stadichoan ta in stive fêste stof; yn 'e earste 80 min, de yntegraasje fan HPMC ferhege de penetraasje ferset, en mei de tanimming fan de ynhâld fan HPMC, de penetraasje ferset ferhege. Hoe grutter de penetraasjeresistinsje, de ferfoarming fan it materiaal troch de tapaste lading Hoe grutter de wjerstân fan HPMC is, wat oanjout dat HPMC de iere stapelberens fan 3D-printmortel ferbetterje kin. Sûnt de hydroxyl en eter obligaasjes op de polymear keten fan HPMC wurde maklik kombinearre mei wetter troch wetterstof obligaasjes, resultearret yn de stadichoan reduksje fan frije wetter en de ferbining tusken dieltsjes tanimme, de wriuwing krêft nimt ta, sadat de iere penetraasje ferset wurdt grutter. Nei it stean foar 80 minuten, troch de hydratisaasje fan semint, fergrutte de penetraasjebestriding fan 'e lege groep sûnder HPMC rap, wylst de penetraasjeresistinsje fan' e testgroep mei HPMC ferhege. Neffens Chen et al., Dit komt benammen omdat HPMC foarmet in beskermjende film om 'e semint dieltsjes, dat ferlingt de setting tiid; Pourchez et al. fermoedsoenje dat dit benammen komt troch glêstried Ienfâldige etherdegradaasjeprodukten (lykas karboksylaten) of metoksylgroepen kinne sementhydrataasje fertrage troch de formaasje fan Ca(OH)2 te fertrage. It is de muoite wurdich opskriuwen dat, om foar te kommen dat de ûntwikkeling fan penetraasje ferset wurdt beynfloede troch de ferdamping fan wetter op it oerflak fan it eksimplaar, Dit eksperimint waard útfierd ûnder deselde temperatuer en vochtigheid betingsten. Yn 't algemien kin HPMC de stapelberens fan' e 3D-printmortier yn 'e earste faze effektyf ferbetterje, de koagulaasje fertrage en de printbere tiid fan' e 3D-printmortier ferlingje.
3D printsjen mortel entiteit (lingte 200 mm × breedte 20 mm × laach dikte 8 mm): De lege groep sûnder HPMC waard slim misfoarme, ynstoarte en hie bleeding problemen by it printsjen fan de sânde laach; De M-H0.20 groep mortier hat goede stapelberens. Nei it printsjen fan 13 lagen is de breedte fan 'e bopperâne 16,58 mm, de breedte fan 'e ûnderkant 19,65 mm, en de ferhâlding fan boppe nei ûnderen (de ferhâlding fan 'e breedte fan 'e bopperâne oant de breedte fan' e ûnderkant) is 0,84. Dimensionale ôfwiking is lyts. Dêrom is it troch printsjen ferifiearre dat it opnimmen fan HPMC de printberens fan mortel signifikant kin ferbetterje. Mortel fluidity hat goede extrudability en stackability op 160 ~ 170 mm; foarm retinsje rate is minder dan 70% is serieus misfoarme en kin net foldwaan oan de printing easken.
1.2Ynfloed fan HPMC op rheologyske eigenskippen fan 3D-printmortieren
De skynbere viskositeit fan suvere pulp ûnder ferskillende HPMC ynhâld wurdt jûn: mei de tanimming fan shear rate, de skynbere viscosity fan suver pulp nimt ôf, en it ferskynsel fan shear thinning is ûnder hege HPMC ynhâld. It is dúdliker. De molekulêre ketting fan HPMC is ûnregelmjittich en toant hegere viskositeit by lege skuorraten; mar by hege shear rate, HPMC molekulen bewege yn parallel en oarderlik lâns de shear rjochting, wêrtroch't de molekulen makliker te slide, sadat de tafel De skynbere viscosity fan de slurry is relatyf leech. Wannear't de shear rate is grutter as 5,0 s-1, is de skynbere viscosity fan P-H0 yn de blanke groep yn prinsipe stabyl binnen 5 Pa s; wylst de skynbere viscosity fan de slurry nimt ta neidat HPMC wurdt tafoege, en it wurdt mongen mei HPMC. De tafoeging fan HPMC fergruttet de ynterne wriuwing tusken de semint dieltsjes, dy't fergruttet de skynbere viscosity fan de paste, en de makroskopyske prestaasje is dat de extrudability fan de 3D printsjen mortier ôfnimt.
De relaasje tusken de skuorspanning en skuorraten fan 'e suvere slurry yn' e rheologyske test waard opnommen, en it Bingham-model waard brûkt om de resultaten te passen. De resultaten wurde werjûn yn figuer 8 en tabel 3. Doe't de ynhâld fan HPMC wie 0,30%, de shear rate tidens de test wie grutter as 32,5 As de viscosity fan de slurry grutter is as it berik fan it ynstrumint by s-1, de oerienkommende gegevens punten kinne net sammele wurde. Yn 't algemien wurdt it gebiet omsletten troch de opkommende en fallende bochten yn' e stabile poadium (10.0 ~ 50.0 s-1) brûkt om de thixotropy fan 'e slurry te karakterisearjen [21, 33]. Thixotropy ferwiist nei it eigendom dat de slurry hat grutte fluidity ûnder de aksje fan eksterne krêft shearing, en kin werom nei syn oarspronklike steat neidat de shear aksje wurdt annulearre. Passende thixotropy is heul wichtich foar de printberens fan 'e mortier. It kin sjoen wurde út figuer 8 dat de thixotropic gebiet fan de lege groep sûnder HPMC wie mar 116,55 Pa / s; nei it tafoegjen fan 0,10% fan HPMC, tanommen it thixotropic gebiet fan de netto paste gâns oan 1 800,38 Pa / s; Mei de tanimming fan , it thixotropic gebiet fan de paste fermindere, mar it wie noch 10 kear heger as dat fan de lege groep. Fanút it perspektyf fan thixotropy ferbettere de yntegraasje fan HPMC de printberens fan 'e mortier sterk.
Om de mortier syn foarm nei extrusion te behâlden en de lading fan 'e folgjende ekstrudearre laach te wjerstean, moat de mortier in hegere opbringsspanning hawwe. It kin sjoen wurde út Tabel 3 dat de opbringst stress τ0 fan de netto slurry wurdt gâns ferbettere neidat HPMC wurdt tafoege, en it is gelyk oan HPMC. De ynhâld fan HPMC is posityf korrelearre; doe't de ynhâld fan HPMC is 0,10%, 0,20%, en 0,30%, de opbringst stress fan de netto paste ferheget nei 8,6, 23,7 en 31,8 kear dat fan de lege groep, respektivelik; de plastyske viskositeit μ nimt ek ta mei de tanimming fan 'e ynhâld fan HPMC. 3D Printing fereasket dat de plastyske viskositeit fan 'e mortier net te lyts wêze moat, oars sil de ferfoarming nei extrusion grut wêze; tagelyk, in geskikte plastic viscosity moat wurde hanthavene te garandearjen de gearhing fan materiaal extrusion. Gearfetsjend, út it eachpunt fan rheology, hat HPMC's Incorporation in posityf effekt op it ferbetterjen fan stapelberens fan 3D-printmortel. Nei it opnimmen fan HPMC komt de suvere pasta noch oerien mei it Bingham-rheologyske model, en de goedens fan fit R2 is net leger as 0,99.
1.3It effekt fan HPMC op 'e meganyske eigenskippen fan 3D-printmortel
28 d compressive sterkte en flexural sterkte fan 3D printsjen mortier. Mei de tanimming fan HPMC ynhâld, de 28 d compressive en flexural sterkte fan 3D printsjen mortier ôfnommen; doe't de ynhâld fan HPMC berikte 0,30%, de 28 d compressive sterkte en De flexural sterkte binne 30,3 en 7,3 MPa, respektivelik. Stúdzjes hawwe sjen litten dat HPMC hat in bepaalde lucht-entraining effekt, en as syn ynhâld is te heech, de ynterne porosity fan 'e speesje sil tanimme gâns; De diffusion ferset nimt ta en it is lestich om te lossen alles. Dêrom kin de tanimming fan porositeit de reden wêze foar de fermindering fan 'e sterkte fan 3D-printmortier feroarsake troch HPMC.
It unike laminaasjefoarmproses fan 3D-printsjen liedt ta it bestean fan swakke gebieten yn struktuer en meganyske eigenskippen tusken neistlizzende lagen, en de bondingsterkte tusken lagen hat in grutte ynfloed op 'e totale sterkte fan' e printe komponint. Foar 3D printing mortel eksimplaren mongen mei 0,20% HPMC M-H0.20 waard snije, en de interlayer bond sterkte waard hifke troch de interlayer splitting metoade. De interlayer bond sterkte fan de trije dielen wie heger as 1,3 MPa; en doe't it oantal lagen wie leech, de interlayer bond sterkte wie wat heger. De reden kin wêze dat oan 'e iene kant de swiertekrêft fan 'e boppeste laach de ûnderste lagen tichter byinoar makket; oan 'e oare kant, it oerflak fan' e speesje kin hawwe mear focht by it printsjen fan 'e legere laach, wylst it oerflak focht fan' e speesje wurdt fermindere troch ferdamping en hydratatie by it printsjen fan de boppeste laach, dus De bonding tusken de ûnderste lagen is sterker.
1.4Effekt fan HPMC op 'e mikromorfology fan 3D-printmortel
De SEM-ôfbyldings fan 'e M-H0- en M-H0.20-eksimplaren op 3 d leeftyd litte sjen dat de oerflakpoaren fan' e M-H0.20-eksimplaren signifikant ferhege wurde nei it tafoegjen fan 0,20% HPMC, en de poargrutte is grutter dan dy fan de lege groep. Dit Oan 'e iene kant is it omdat HPMC hat in lucht-entraining effekt, dy't yntrodusearret unifoarm en fyn poarjes; oan de oare kant, it kin wêze dat de tafoeging fan HPMC fergruttet de viscosity fan de slurry, dêrmei it fergrutsjen fan de discharge wjerstân fan de lucht binnen de slurry. De ferheging kin de wichtichste reden wêze foar de fermindering fan 'e meganyske eigenskippen fan' e mortier. Om gearfetsje, om de sterkte fan 'e 3D-printmortier te garandearjen, moat de ynhâld fan HPMC net te grut wêze (≤ 0,20%).
Ta beslút
(1) Hydroxypropyl methylcellulose HPMC ferbettert de printberens fan 'e speesje. Mei de tanimming fan de ynhâld fan HPMC, de extrudability fan de mortier fermindert mar noch hat goede extrudability, de stackability wurdt ferbettere, en de printable De tiid wurdt ferlingd. It is ferifiearre troch printsjen dat de ferfoarming fan 'e ûnderste laach fan' e speesje wurdt fermindere nei it tafoegjen fan HPMC, en de top-bottom ratio is 0,84 as de HPMC ynhâld is 0,20%.
(2) HPMC ferbettert de rheologyske eigenskippen fan 3D-printmortel. Mei de tanimming fan HPMC ynhâld, de skynbere viscosity, opbringst stress en plastic viscosity fan de slurry tanimme; thixotropy earst nimt ta en dan nimt ôf, en de printability wurdt krigen. Ferbettering. Fanút it perspektyf fan rheology kin it tafoegjen fan HPMC ek de printberens fan 'e mortier ferbetterje. Nei it tafoegjen fan HPMC komt de slurry noch oerien mei it Bingham rheologyske model, en de goedens fan fit R2≥0.99.
(3) Nei it tafoegjen fan HPMC, ferheegje de mikrostruktuer en poaren fan it materiaal. It wurdt oanrikkemandearre dat de ynhâld fan HPMC net mear as 0,20% moat, oars sil it in grutte ynfloed hawwe op 'e meganyske eigenskippen fan' e mortier. De bonding sterkte tusken ferskillende lagen fan de 3D printsjen mortier is wat oars, en it oantal lagen As it is leger, de bond sterkte tusken mortier lagen is heger.
Post tiid: Sep-27-2022