ʻO ka hopena o ka HPMC ma ka mīkini paʻi 3D

1.1Ka hopena o ka HPMC i ka hiki ke paʻi ʻia o nā mīkini paʻi 3D

1.1.1ʻO ka hopena o ka HPMC i ka extrudability o nā mīkini paʻi 3D

ʻO ka hui blank M-H0 me ka HPMC ʻole a me nā pūʻulu hoʻāʻo me ka ʻike HPMC o 0.05%, 0.10%, 0.20%, a me 0.30% i ʻae ʻia e kū no nā manawa like ʻole, a laila ua hoʻāʻo ʻia ka wai. Hiki ke ʻike ʻia ʻo ka hoʻohui ʻia ʻana o ka HPMC E hoʻemi nui ia i ka wai o ka mortar; ke hoʻonui mālie ʻia ka maʻiʻo o ka HPMC mai 0% a 0.30%, e emi ana ka wai mua o ka mortar mai 243 mm a i 206, 191, 167, a me 160 mm. ʻO HPMC kahi polymer molekala kiʻekiʻe. Hiki ke hoʻopiliʻia kekahi i kekahi e hana i kahi pūnaewele pūnaewele, a hiki ke hoʻonuiʻia ka hui o ka slurry sima e nā mea hoʻopili e like me Ca (OH) 2. Ma ka macroscopically, ua hoʻonuiʻia ka pilina o ka mortar. Me ka hoʻonui ʻia o ka manawa kū, piʻi ka degere o ka hydration o ka mortar. hoʻonui, nalowale ka wai i ka manawa. Ua emi koke ka wai o ka hui hakahaka M-H0 me ka HPMC ole. I ka hui hoʻokolohua me 0.05%, 0.10%, 0.20% a me 0.30% HPMC, ua emi ka degere o ka emi ʻana o ka fluidity me ka manawa, a ʻo ka wai o ka pahū ma hope o ke kū ʻana no 60 min he 180, 177, 164, a me 155 mm. . ʻO 87.3% ka wai, 92.7%, 98.2%, 96.8%. Hiki i ka hoʻohui ʻana o HPMC ke hoʻomaikaʻi nui i ka hiki ke hoʻopaʻa ʻia o ka wai o ka mortar, ma muli o ka hui ʻana o HPMC a me nā mole wai; ma ka lima ʻē aʻe, hiki i ka HPMC ke hana i kahi kiʻiʻoniʻoni like Loaʻa iā ia kahi hoʻolālā pūnaewele a hoʻopili i ka sima, kahi e hoʻemi pono ai i ka volatilization o ka wai i loko o ka mortar a loaʻa kahi hana paʻa wai. He mea pono e hoʻomaopopo i ka wā o ka ʻike o ka HPMC he 0.20%, hiki i ka hiki ke hoʻopaʻa ʻia o ka mortar fluidity i ka pae kiʻekiʻe.

ʻO ka wai o ka mīkini paʻi 3D i hui pū ʻia me nā helu like ʻole o HPMC ʻo 160 ~ 206 mm. Ma muli o nā ʻokoʻa paʻi paʻi, ʻokoʻa nā pae i manaʻo ʻia o ka wai i loaʻa e nā mea noiʻi like ʻole, e like me 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm. Mai ka Figure 3, hiki ke ʻike maʻalahi Hiki ke ʻike ʻia ʻo ka wai o ka mīkini paʻi 3D i hui pū ʻia me HPMC ka hapa nui i loko o ka pae i ʻōlelo ʻia, ʻoi aku ka nui o ka HPMC maʻiʻo he 0.20%, ʻo ka wai o ka mortar i loko o 60 mau minuke i loko. ka laulā i manaʻo ʻia, e ʻoluʻolu i ka fluidity kūpono a me ka stackability. No laila, ʻoiai ua hoʻemi ʻia ka fluidity o ka mortar me ka nui kūpono o ka HPMC, e alakaʻi ana i ka emi ʻana o ka extrudability, aia nō ka extrudability maikaʻi, aia i loko o ka laulā i ʻōlelo ʻia.

1.1.2ʻO ka hopena o ka HPMC i ka hoʻopaʻa ʻana o nā morta paʻi 3D

Inā ʻaʻole e hoʻohana i kahi laʻana, ʻo ka nui o ka paʻa ʻana o ke ʻano ma lalo o ke kaumaha ponoʻī e pili ana i ke koʻikoʻi o ka hoʻoulu ʻana o ka mea, pili i ka cohesion kūloko ma waena o ka slurry a me ka aggregate. Hāʻawi ʻia ke ʻano o ka paʻa ʻana o nā mīkini paʻi 3D me nā ʻike HPMC like ʻole. Ka helu o ka hoʻololi me ka manawa kū. Ma hope o ka hoʻohui ʻana i ka HPMC, hoʻomaikaʻi ʻia ke ʻano o ka paʻa ʻana o ka mortar, ʻoi aku ma ka pae mua a kū no 20 min. Eia nō naʻe, me ka hoʻolōʻihi ʻia o ka manawa kū, ua nāwaliwali ka hopena o ka HPMC ma ke ʻano o ka mālama ʻana o ka mortar, ʻo ia ka mea ma muli o ka piʻi nui ʻana o ka paʻa. Ma hope o ke kū ʻana no 60 min, hiki i ka 0.20% a me 0.30% HPMC ke hoʻomaikaʻi i ke ʻano o ka paʻa ʻana o ka mortar.

Hōʻike ʻia nā hopena hoʻāʻo kūʻē kūʻokoʻa o ka mīkini paʻi 3D me nā mea like ʻole o ka HPMC ma ke kiʻi 5. Hiki ke ʻike ʻia mai ka Figure 5 e piʻi nui ke kūʻē ʻana me ka hoʻonui ʻana o ka manawa kū, ʻo ia ka mea ma muli o ke kahe o ka slurry i ka wā o ke kaʻina hydration sima. Ua ulu mālie a lilo i mea paʻa paʻa; i ka 80 min mua, ua hoʻonui ka hoʻohui ʻana o HPMC i ke kūʻē ʻana i ke komo ʻana, a me ka hoʻonui ʻana i ka ʻike o ka HPMC, ua hoʻonui ʻia ke kūʻē ʻana. ʻOi aku ka nui o ke kūpaʻa komo ʻana, ka deformation o ka mea ma muli o ka ukana i hoʻopili ʻia ʻO ka nui o ke kūʻē ʻana o HPMC, e hōʻike ana e hiki i ka HPMC ke hoʻomaikaʻi i ka stackability mua o ka mortar paʻi 3D. Ma muli o ka hui pū ʻana o ka hydroxyl a me ka ether ma ke kaulahao polymer o HPMC me ka wai ma o nā paʻa hydrogen, ka hopena i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana o ka wai manuahi a me ka hoʻonui ʻana o ka pilina ma waena o nā ʻāpana, piʻi ka ikaika friction, no laila ʻoi aku ka nui o ke kūʻē ʻana i ka mua. Ma hope o ke kū ʻana no nā minuke 80, ma muli o ka hydration o ka sima, ua piʻi wikiwiki ke kūʻē ʻana o ke kūʻē ʻana o ka pūʻulu blank me ka ʻole o ka HPMC, ʻoiai ke hoʻonui ʻia ke kūʻē ʻana o ka hui hoʻāʻo me HPMC ʻAʻole i loli nui ka helu a hiki i kahi 160 min o ke kū. Wahi a Chen et al., ʻO kēia ka mea nui ma muli o ka hana ʻana o HPMC i kahi kiʻiʻoniʻoni pale a puni nā ʻāpana sima, e hoʻolōʻihi i ka manawa hoʻonohonoho; Pourchez et al. Ua manaʻo ʻia ʻo ia ma muli o ka fiber ʻO nā huahana hoʻohaʻahaʻa etera maʻalahi (e like me nā carboxylates) a i ʻole nā ​​hui methoxyl hiki ke hoʻopaneʻe i ka hydration sima ma ka hoʻopaneʻe ʻana i ka hoʻokumu ʻana o Ca(OH)2. He mea pono e hoʻomaopopo, i mea e pale ai i ka hoʻomohala ʻana o ke kū'ē komo ʻana mai ka hoʻopili ʻia ʻana e ka evaporation o ka wai ma ka ʻili o ka specimen, ua hana ʻia kēia hoʻokolohua ma lalo o nā kūlana like ʻole a me ka haʻahaʻa. Ma ka holoʻokoʻa, hiki i ka HPMC ke hoʻomaikaʻi maikaʻi i ka stackability o ka mīkini paʻi 3D i ka pae mua, hoʻopaneʻe i ka coagulation, a hoʻolōʻihi i ka manawa paʻi o ka mīkini paʻi 3D.

3D mea paʻi mortar (lōʻihi 200 mm × laula 20 mm × papa mānoanoa 8 mm): ʻO ka pūʻulu hakahaka me ka HPMC ua ʻano ʻino loa, hāʻule a loaʻa nā pilikia koko i ka wā e paʻi ana i ka papa ʻehiku; ʻO ka mortar hui M-H0.20 he maikaʻi ka stackability. Ma hope o ka paʻi ʻana i nā papa he 13, ʻo ka laula o ka ʻaoʻao luna he 16.58 mm, ʻo ka laula o ka ʻaoʻao lalo he 19.65 mm, a ʻo ka ratio o luna a i lalo (ka lākiō o ka laula o ka ʻaoʻao luna a me ka laula ʻaoʻao lalo) he 0.84. He liʻiliʻi ka hoʻokaʻawale ʻana. No laila, ua hōʻoia ʻia e ka paʻi ʻana i ka hoʻohui ʻia ʻana o HPMC hiki ke hoʻomaikaʻi nui i ka paʻi ʻana o ka mortar. He maikaʻi ka extrudability a me ka stackability i ka mortar fluidity ma 160 ~ 170 mm; ʻOi aku ka liʻiliʻi o ka paʻa ʻana o ke ʻano ma mua o 70% a ʻaʻole hiki ke hoʻokō i nā koi paʻi.

1.2ʻO ka hopena o ka HPMC ma nā waiwai rheological o nā mīkini paʻi 3D

Hāʻawi ʻia ka viscosity ʻikea o ka pulp maʻemaʻe ma lalo o nā mea HPMC like ʻole: me ka piʻi ʻana o ka nui o ka shear rate, ke emi nei ka viscosity o ka pulp maʻemaʻe, a ʻo ke ʻano o ka shear thinning ma lalo o ka HPMC kiʻekiʻe. Ua maopopo loa. Hoʻopilikia ʻia ke kaulahao molekala HPMC a hōʻike i ka viscosity kiʻekiʻe ma ka haʻahaʻa ʻoki haʻahaʻa; akā, ma ke kiʻekiʻe o ka ʻāʻili ʻana, neʻe like nā molekala HPMC ma ka ʻaoʻao ʻāʻī, e maʻalahi ai ka paheʻe ʻana o nā molekala, no laila ua haʻahaʻa ka papa ʻaina. Ke oi aku ka nui o ka shear ma mua o 5.0 s-1, ʻo ka viscosity ʻikea o P-H0 i loko o ka pūʻulu hakahaka e paʻa loa i loko o 5 Pa s; ʻoiai ke piʻi aʻe ka viscosity o ka slurry ma hope o ka hoʻohui ʻia ʻana o HPMC, a hui pū ʻia me HPMC. ʻO ka hoʻohui ʻana o HPMC e hoʻonui i ka friction kūloko ma waena o nā ʻāpana sima, e hoʻonui ai i ka viscosity ʻike ʻia o ka paʻi, a ʻo ka hana macroscopic ʻo ia ka emi ʻana o ka extrudability o ka mīkini paʻi 3D.

Ua hoʻopaʻa ʻia ka pilina ma waena o ke koʻikoʻi shear a me ka shear rate o ka slurry maʻemaʻe i ka hoʻāʻo rheological, a ua hoʻohana ʻia ke kumu hoʻohālike Bingham e kūpono i nā hopena. Hōʻike ʻia nā hopena ma ka Figure 8 a me ka Papa 3. Ke 0.30% ka helu o ka HPMC, ʻoi aku ka nui o ka shear rate i ka wā o ka hoʻāʻo ʻana ma mua o 32.5 Ke ʻoi aku ka viscosity o ka slurry i ka laulā o ka mea kani ma s-1, ʻo ka ʻikepili pili. ʻaʻole hiki ke ʻohi ʻia nā helu. ʻO ka mea maʻamau, hoʻohana ʻia ka wahi i hoʻopili ʻia e ka piʻi ʻana a me ka hāʻule ʻana o nā pihi i ka pae paʻa (10.0~50.0 s-1) e ʻike i ka thixotropy o ka slurry [21, 33]. Thixotropy e pili ana i ka waiwai o ka slurry i ka wai nui ma lalo o ka hana o waho ikaika aku, a hiki ke hoʻi i kona kūlana mua ma hope o ka hoopau ana i ka hana ako. He mea koʻikoʻi ka thixotropy kūpono i ka hiki ke paʻi ʻia o ka momi. Hiki ke ʻike ʻia mai ka Figure 8 ʻo ka ʻāpana thixotropic o ka hui blank me ka HPMC ʻole he 116.55 Pa / s; ma hope o ka hoʻohui ʻana i ka 0.10% o ka HPMC, ua hoʻonui nui ʻia ka wahi thixotropic o ka pā ʻupena i 1 800.38 Pa / s; Me ka piʻi ʻana o , ua emi iho ka wahi thixotropic o ka paʻi, akā he 10 mau manawa kiʻekiʻe ma mua o ka hui blank. Mai ka manaʻo o thixotropy, ʻo ka hoʻohui ʻana o HPMC i hoʻomaikaʻi nui i ka paʻi ʻana o ka mortar.

I mea e hoʻomau ai ka mortar i kona ʻano ma hope o ka extrusion a me ke kūpaʻa ʻana i ka ukana o ka papa extruded hope, pono i ka mortar ke loaʻa i ke koʻikoʻi kiʻekiʻe. Hiki ke ʻike ʻia mai ka Papa 3 e hoʻomaikaʻi maikaʻi ʻia ke koʻikoʻi τ0 o ka slurry upena ma hope o ka hoʻohui ʻia ʻana o HPMC, a ua like ia me HPMC. Hoʻopili maikaʻi ʻia ka ʻike o HPMC; inā he 0.10%, 0.20%, a me 0.30% ka helu o ka HPMC, e pi'i ke kaumaha o ka pa'i upena i 8.6, 23.7, a me 31.8 manawa o ka hui hakahaka; piʻi pū ka viscosity plastic μ me ka piʻi ʻana o ka ʻike o ka HPMC. Pono ʻo 3D Printing ʻaʻole liʻiliʻi ka viscosity plastic o ka mortar, i ʻole e nui ka deformation ma hope o ka extrusion; i ka manawa like, pono e mālama ʻia kahi viscosity plastic kūpono e hōʻoia i ka kūlike o ka extrusion mea. I ka hōʻuluʻulu manaʻo, mai ka manaʻo o ka rheology, HPMC's Incorporation he hopena maikaʻi i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka stackability o ka mīkini paʻi 3D. Ma hope o ka hoʻokomo ʻana i ka HPMC, hoʻokō mau ka paʻi maʻemaʻe i ke kumu hoʻohālikelike Bingham rheological, a ʻo ka maikaʻi o ka R2 kūpono ʻaʻole i emi iho ma mua o 0.99.

1.3ʻO ka hopena o ka HPMC i nā waiwai mechanical o ka mīkini paʻi 3D

28 d ikaika compressive a me ka flexural ikaika o 3D paʻi mortar. Me ka hoʻonui ʻana o ka ʻike HPMC, ua emi ka 28 d compressive a me ka ikaika flexural o ka mīkini paʻi 3D; i ka wā i hiki ai ka ʻike o ka HPMC i ka 0.30%, ʻo ka 28 d ka ikaika compressive a ʻO ka ikaika flexural he 30.3 a me 7.3 MPa, kēlā me kēia. Ua hōʻike ʻia nā haʻawina e loaʻa i ka HPMC kekahi hopena e hoʻopili ai i ka ea, a inā he kiʻekiʻe loa kona ʻike, e piʻi nui ka porosity kūloko o ka mortar; Piʻi ka diffusion resistance a paʻakikī ke hoʻokuʻu i nā mea āpau. No laila, ʻo ka piʻi ʻana o ka porosity ke kumu o ka emi ʻana o ka ikaika o ka mīkini paʻi 3D i hana ʻia e HPMC.

ʻO ke kaʻina hana lamination ʻokoʻa o ka paʻi 3D e alakaʻi i ka noho ʻana o nā wahi nāwaliwali i ka hoʻolālā a me nā waiwai mechanical ma waena o nā papa pili, a ʻo ka ikaika hoʻopaʻa ʻana ma waena o nā papa he mana nui i ka ikaika holoʻokoʻa o ka mea paʻi. No ka paʻi ʻana i nā momi paʻi 3D i hui pū ʻia me 0.20% HPMC M-H0.20 ua ʻoki ʻia, a ua hoʻāʻo ʻia ka ikaika o ka mea paʻa interlayer e ke ʻano hoʻokaʻawale interlayer. Ua ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka ikaika paʻa interlayer o nā ʻāpana ʻekolu ma mua o 1.3 MPa; a i ka wā i haʻahaʻa ai ka helu o nā papa, ua ʻoi aku ka ʻoi aku o ka ikaika o ka mea paʻa interlayer. ʻO ke kumu paha, ma kekahi ʻaoʻao, ʻo ka ʻumekaumaha o ka papa luna e hoʻopaʻa paʻa loa i nā papa haʻahaʻa; ma kekahi ʻaoʻao, ʻoi aku ka nui o ka wai o ka ili i ka wā e paʻi ai i ka papa haʻahaʻa, ʻoiai e hoʻemi ʻia ka ʻili o ka lepo ma muli o ka evaporation a me ka hydration i ka paʻi ʻana i ka papa luna, no laila ʻoi aku ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana ma waena o nā papa lalo.

1.4Ka hopena o ka HPMC ma ka Micromorphology o 3D Printing Mortar

Hōʻike nā kiʻi SEM o nā M-H0 a me M-H0.20 i ka makahiki 3 e hōʻike ana ua hoʻonui nui ʻia nā pores o ka ʻili o ka M-H0.20 ma hope o ka hoʻohui ʻana i ka 0.20% HPMC, a ʻoi aku ka nui o ka pore ma mua o ka ka hui hakahaka. ʻO kēia Ma kekahiʻaoʻao, no ka HPMC he hopena ea-entraining, e hoʻokomo i kaʻaʻahu a me nā pores maikaʻi; ma kekahi ʻaoʻao, ʻo ka hoʻohui ʻana o HPMC e hoʻonui i ka viscosity o ka slurry, ma laila e hoʻonui ai i ka hoʻokuʻu ʻana o ka ea i loko o ka slurry. ʻO ka hoʻonui paha ke kumu nui o ka emi ʻana o nā waiwai mechanical o ka mortar. No ka hōʻuluʻulu ʻana, i mea e hōʻoia ai i ka ikaika o ka mīkini paʻi 3D, ʻaʻole pono ka nui o ka ʻike o ka HPMC (≤ 0.20%).

I ka hopena

(1) Hoʻomaikaʻi ka Hydroxypropyl methylcellulose HPMC i ka paʻi ʻana o ka palaki. Me ka hoʻonui o ka maʻiʻo o ka HPMC, ka extrudability o ka mortar emi akā nō naʻe ka maikaʻi extrudability, ka stackability ua hoʻomaikaʻi, a me ka paʻi 'O ka manawa lōʻihi. Ua hōʻoia ʻia ma ka paʻi ʻana ua hoʻemi ʻia ka deformation o ka papa lalo o ka mortar ma hope o ka hoʻohui ʻana i ka HPMC, a ʻo ka lākiō luna-lalo he 0.84 i ka wā o ka HPMC maʻiʻo he 0.20%.

(2) Hoʻomaikaʻi ʻo HPMC i nā waiwai rheological o ka mīkini paʻi 3D. Me ka piʻi ʻana o ka ʻike HPMC, ʻike ʻia ka viscosity, e hāʻawi i ke kaumaha a me ka plastic viscosity o ka hoʻonui ʻana i ka slurry; Piʻi mua ka thixotropy a emi iho, a loaʻa ka hiki ke paʻi. Hoʻomaikaʻi. Mai ka hiʻohiʻona o ka rheology, hiki i ka hoʻohui ʻana i ka HPMC ke hoʻomaikaʻi i ka paʻi ʻana o ka momi. Ma hope o ka hoʻohui ʻana i ka HPMC, hoʻokō mau ka slurry i ke ʻano rheological Bingham, a me ka maikaʻi o ka R2≥0.99.

(3) Ma hope o ka hoʻohui ʻana i ka HPMC, hoʻonui ka microstructure a me nā pores o ka mea. Manaʻo ʻia ʻaʻole pono ka ʻike o ka HPMC ma mua o 0.20%, i ʻole e loaʻa ka hopena nui i nā ʻano mechanical o ka mortar. ʻOkoʻa iki ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana ma waena o nā ʻāpana like ʻole o ka mīkini paʻi 3D, a ʻo ka helu o nā papa I ka wā e haʻahaʻa ai, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka ikaika paʻa ma waena o nā papa mortar.