د 3D چاپ کولو هاوان باندې د HPMC اغیز

۱.۱د 3D چاپ کولو هاوانونو د چاپ وړتیا باندې د HPMC نفوذ

1.1.1د 3D چاپ کولو هاوانونو په خارجیدو کې د HPMC اغیز

خالي ګروپ M-H0 پرته له HPMC او د ازموینې ګروپونه چې د HPMC مینځپانګه 0.05٪، 0.10٪، 0.20٪، او 0.30٪ لري اجازه ورکړل شوې وه چې د مختلف وختونو لپاره ودریږي، او بیا د مایعیت ازموینه وشوه. دا لیدل کیدی شي چې د HPMC دا یوځای کول به د پام وړ د هاوان مایعیت کم کړي؛ کله چې د HPMC محتوا په تدریجي ډول له 0٪ څخه 0.30٪ ته لوړه شي، د هاوان لومړني مایعیت په ترتیب سره له 243 mm څخه 206، 191، 167، او 160 mm ته راټیټیږي. HPMC یو لوړ مالیکول پولیمر دی. دوی یو له بل سره ښکیل کیدی شي ترڅو د شبکې جوړښت رامینځته کړي، او د سیمنټو سلیري یووالی د اجزاو لکه Ca(OH) 2 په ذریعه زیاتیږي. د ولاړ وخت غزولو سره، د هاوان د هایډریشن درجه لوړیږي. د وخت په تیریدو سره مایعیت له لاسه ورکړ. د HPMC پرته د خالي ګروپ M-H0 سیالیت په چټکۍ سره کم شوی. په تجربوي ګروپ کې چې د 0.05٪، 0.10٪، 0.20٪ او 0.30٪ HPMC سره، د وخت په تیریدو سره د مایعاتو کچه راټیټه شوه، او د 60 دقیقو لپاره د ولاړ کیدو وروسته د هاوان مایع په ترتیب سره 180، 177، 164، او 155 ملي میتر و. . روانیتوب یې ۸۷.۳٪، ۹۲،۷٪، ۹۸.۲٪، ۹۶،۸٪ دی. د HPMC شاملول کولی شي د پام وړ د هاوان مایع ساتلو وړتیا ته وده ورکړي ، کوم چې د HPMC او اوبو مالیکولونو ترکیب له امله دی؛ له بلې خوا، HPMC کولی شي ورته فلم جوړ کړي دا د شبکې جوړښت لري او سمنټ پوښي، چې په مؤثره توګه په هاوان کې د اوبو بې ثباته کموي او د اوبو د ساتلو یو مشخص فعالیت لري. د یادولو وړ ده چې کله چې د HPMC محتوا 0.20٪ وي، د هاوان د مایع ساتلو وړتیا لوړې کچې ته رسیږي.

د 3D چاپ کولو هاوان مایعیت چې د HPMC مختلف مقدار سره مخلوط شوی 160 ~ 206 mm دی. د مختلف پرنټر پیرامیټونو له امله، د مختلف څیړونکو لخوا ترلاسه شوي د مایعاتو وړاندیز شوي سلسلې توپیر لري، لکه 150 ~ 190 mm، 160 ~ 170 mm. د 3 شکل څخه، دا په شعوري ډول لیدل کیدی شي دا لیدل کیدی شي چې د HPMC سره مخلوط شوي د 3D چاپ کولو هاوان مایعیت اکثرا د وړاندیز شوي حد کې وي، په ځانګړې توګه کله چې د HPMC مینځپانګه 0.20٪ وي، د هاوان مایعیت په 60 دقیقو کې دننه وي. وړاندیز شوی سلسله، کوم چې د مناسب مایعیت او سټیک وړتیا پوره کوي. له همدې امله، که څه هم د هاوان مایعیت د مناسب مقدار HPMC سره کم شوی ، کوم چې د وتلو وړتیا کمیدو لامل کیږي ، دا لاهم ښه استخراج وړتیا لري ، کوم چې د وړاندیز شوي حد کې دی.

1.1.2د HPMC اغیز د 3D چاپ کولو هاوانونو سټیک وړتیا باندې

د نمونې نه کارولو په حالت کې، د ځان وزن لاندې د شکل د ساتلو اندازه د موادو د حاصلاتو فشار پورې اړه لري، کوم چې د سلیري او مجموعو ترمنځ د داخلي همغږۍ سره تړاو لري. د مختلف HPMC مینځپانګو سره د 3D چاپ کولو هاوانونو شکل ساتل ورکړل شوي. د ولاړ وخت سره د بدلون کچه. د HPMC اضافه کولو وروسته، د هاوان د شکل ساتلو کچه ښه کیږي، په ځانګړې توګه په لومړي مرحله کې او د 20 دقیقو لپاره ولاړ وي. په هرصورت، د ولاړ وخت په غځولو سره، د هاوان د شکل د ساتلو په نرخ باندې د HPMC د ښه والي اغیز په تدریجي ډول کمزوری شوی، چې په عمده توګه د دې له امله و چې د ساتلو کچه د پام وړ زیاتوالی ومومي. د 60 دقیقو لپاره ودریدو وروسته، یوازې 0.20٪ او 0.30٪ HPMC کولی شي د هاوان د شکل ساتلو کچه ښه کړي.

د مختلف HPMC مینځپانګو سره د 3D چاپ کولو هاوان د ننوتلو مقاومت ازموینې پایلې په 5 شکل کې ښودل شوي. دا د 5 شکل څخه لیدل کیدی شي چې د ننوتلو مقاومت عموما د ولاړ وخت په اوږدولو سره ډیریږي ، کوم چې په عمده توګه د جریان له امله دی. د سیمنټو د اوبو لګولو پروسې په جریان کې سلری. دا په تدریجي ډول په یو سخت جامد بدل شو؛ په لومړیو 80 دقیقو کې، د HPMC شاملول د ننوتلو مقاومت زیات کړ، او د HPMC مینځپانګې زیاتوالي سره، د ننوتلو مقاومت زیات شو. هرڅومره چې د ننوتلو مقاومت ډیر وي ، د پلي شوي بار له امله د موادو خرابیدل د HPMC مقاومت ډیر دی ، کوم چې دا په ګوته کوي چې HPMC کولی شي د 3D چاپ کولو هاوان لومړني سټیک وړتیا ښه کړي. څرنګه چې د HPMC په پولیمر سلسله کې هایدروکسیل او ایتر بانډونه په اسانۍ سره د هایدروجن بانډونو له لارې له اوبو سره یوځای کیږي ، په پایله کې د وړیا اوبو تدریجي کمښت او د ذراتو ترمینځ اړیکه وده کوي ، د رګونو ځواک ډیریږي ، نو د لومړني ننوتلو مقاومت لوی کیږي. د 80 دقیقو لپاره ودریدو وروسته، د سیمنټو د هایډریشن له امله، د HPMC پرته د خالي ګروپ د ننوتلو مقاومت په چټکۍ سره لوړ شو، پداسې حال کې چې د HPMC سره د ازموینې ګروپ د ننوتلو مقاومت کچه ​​​​د 160 دقیقو ولاړ کیدو پورې د پام وړ بدلون نه و. د Chen et al. په وینا، دا په عمده توګه د دې لپاره دی چې HPMC د سیمنټو ذراتو شاوخوا محافظتي فلم جوړوي، کوم چې د ترتیب وخت اوږدوي؛ Pourchez et al. داسې انګیرل کیږي چې دا په عمده توګه د فایبر د ساده ایتر د تخریب محصولاتو (لکه کاربوکسیلټ) یا میتوکسیل ګروپونو له امله دی چې کولی شي د Ca(OH)2 رامینځته کولو سره د سیمنټو هایډریشن ځنډوي. د یادولو وړ ده چې د نمونې په سطحه د اوبو د تبخیر له امله د نفوذ د مقاومت د پراختیا د مخنیوي لپاره، دا تجربه د ورته تودوخې او رطوبت شرایطو لاندې ترسره شوې. په ټوله کې، HPMC کولی شي په مؤثره توګه په لومړي مرحله کې د 3D چاپ مارټر سټیک وړتیا ته وده ورکړي، د کوګولیشن ځنډول، او د 3D چاپ کولو هاوان د چاپ وړ وخت اوږدوي.

د 3D چاپ کولو هاوان وجود (اوږدوالی 200 mm × عرض 20 mm × د طبقې ضخامت 8 mm): د HPMC پرته خالي ډله په سخته توګه خرابه شوې، نسکوره شوې او د اوومې طبقې د چاپولو پر مهال د وینې ستونزې درلودې؛ د M-H0.20 ګروپ هاوان ښه سټیک وړتیا لري. د 13 پرتونو چاپولو وروسته، د پورتنۍ څنډې پلنوالی 16.58 ملي میتر دی، د لاندې څنډې پلنوالی 19.65 ملي میتر دی، او د پورتنۍ څنډې تناسب (د پورتنۍ څنډې پلنوالی او د لاندې څنډه پلنوالی تناسب) 0.84 دی. ابعادي انحراف کوچنی دی. له همدې امله، دا د چاپ په واسطه تایید شوی چې د HPMC شاملول کولی شي د هاوان د چاپ وړتیا د پام وړ ښه کړي. د هاوان مایعیت په 160 ~ 170 ملي میتر کې ښه استخراج او سټیک وړتیا لري؛ د شکل ساتلو کچه له 70٪ څخه کمه ده په جدي ډول خرابه شوې او نشي کولی د چاپ اړتیاوې پوره کړي.

1.2د 3D چاپ کولو هاوانونو ریولوژیکي ملکیتونو باندې د HPMC نفوذ

د مختلف HPMC محتوياتو لاندې د خالص نبض څرګند ویزاسیټي ورکول کیږي: د شین اندازې په زیاتوالي سره، د خالص نبض ښکاره ویسکوسیت کمیږي، او د شین پتلی کیدو پدیده د لوړ HPMC مینځپانګې لاندې ده. دا ډیر څرګند دی. د HPMC مالیکولر سلسله ګډوډ ده او د ټیټ شییر نرخ کې لوړ واسکاسی ښیي؛ مګر د لوړ شین نرخ سره، د HPMC مالیکولونه په موازي او منظم ډول د شین لوري سره حرکت کوي، مالیکولونه په اسانۍ سره سلیډ کوي، نو د جدول د سلیري ښکاره ویسکوسیت نسبتا ټیټ دی. کله چې د شییر کچه د 5.0 s-1 څخه زیاته وي، په خالي ګروپ کې د P-H0 ښکاره ویسکوسیت اساسا په 5 Pa s کې ثبات لري؛ په داسې حال کې چې د HPMC اضافه کولو وروسته د سلیري ښکاره ویسکوسیت زیاتیږي، او دا د HPMC سره مخلوط کیږي. د HPMC اضافه کول د سمنټو ذراتو تر مینځ داخلي رګونه زیاتوي، کوم چې د پیسټ ښکاره ویسکوسیت زیاتوي، او د میکروسکوپي فعالیت دا دی چې د 3D چاپ کولو هاوان خارجي وړتیا کمیږي.

د ریولوژیکي ازموینې په جریان کې د خالص سلیري د شین فشار او شین نرخ ترمینځ اړیکه ثبت شوې ، او د بینګم ماډل د پایلو سره سم وکارول شو. پایلې په 8 شکل او 3 جدول کې ښودل شوي. کله چې د HPMC مینځپانګه 0.30٪ وه، د ازموینې په جریان کې د شییر کچه د 32.5 څخه زیاته وه کله چې د سلری ویسکوسیت په s-1 کې د وسیلې له حد څخه ډیر وي، اړونده ډاټا ټکي راټول نه شي. عموما، هغه ساحه چې په مستحکم مرحله کې د لوړیدو او راټیټیدو منحلاتو سره تړلې وي (10.0 ~ 50.0 s-1) د سلری د thixotropy ځانګړتیا لپاره کارول کیږي [21, 33]. Thixotropy هغه ملکیت ته اشاره کوي چې سلیري د بهرني ځواک شین کولو عمل الندې خورا مایعیت لري، او د شین کولو عمل لغوه کیدو وروسته بیرته خپل اصلي حالت ته راستنیږي. مناسب thixotropy د هاوان د چاپ وړتیا لپاره خورا مهم دی. دا د 8 شکل څخه لیدل کیدی شي چې د HPMC پرته د خالي ګروپ thixotropic ساحه یوازې 116.55 Pa/s وه؛ د HPMC 0.10٪ اضافه کولو وروسته، د خالص پیسټ thixotropic ساحه د پام وړ 1 800.38 Pa/s ته لوړه شوه؛ د زیاتوالي سره، د پوستکي thixotropic ساحه کمه شوه، مګر دا د خالي ګروپ په پرتله 10 ځله لوړه وه. د thixotropy له نظره، د HPMC یوځای کول د هاوان د چاپ وړتیا خورا ښه کړه.

د دې لپاره چې هاوان د ایستلو وروسته خپل شکل وساتي او د وروستي اخراج شوي پرت بار سره مقاومت وکړي ، هاوان باید د لوړ حاصل فشار ولري. دا د 3 جدول څخه لیدل کیدی شي چې د خالص سلری د حاصل فشار τ0 د HPMC اضافه کولو وروسته د پام وړ ښه شوی، او دا د HPMC سره ورته دی. د HPMC مینځپانګه په مثبت ډول سره تړاو لري؛ کله چې د HPMC منځپانګه 0.10٪، 0.20٪، او 0.30٪ وي، د خالص پیسټ د حاصل فشار په ترتیب سره د خالي ګروپ په پرتله 8.6، 23.7، او 31.8 ځله لوړیږي؛ د HPMC د محتوياتو په زیاتوالي سره د پلاستیک ویسکوسیت μ هم زیاتیږي. د 3D چاپ کول اړتیا لري چې د هاوان پلاستيکي واسکوسیټي باید خورا کوچنی نه وي ، که نه نو د ایستلو وروسته خرابوالی به لوی وي؛ په ورته وخت کې، د موادو د استخراج ثبات ډاډمن کولو لپاره باید یو مناسب پلاستيکي واسکوسیټي وساتل شي. په لنډیز کې، د rheology له نظره، د HPMC شرکت د 3D چاپ کولو هاوان د سټیک وړتیا په ښه کولو کې مثبت اغیزه لري. د HPMC شاملولو وروسته، خالص پیسټ لاهم د بینګم ریولوژیکي ماډل سره سمون لري، او د مناسب R2 ښه والی د 0.99 څخه کم نه دی.

1.3د 3D چاپ کولو هاوان میخانیکي ملکیتونو باندې د HPMC اغیز

د 3D چاپ کولو هاوان 28 d فشاري ځواک او انعطاف وړ ځواک. د HPMC منځپانګې د زیاتوالي سره، د 3D چاپ کولو هاوان 28 d کمپریشن او انعطاف وړ ځواک کم شوی؛ کله چې د HPMC محتوا 0.30٪ ته ورسیږي، د 28 d کمپریشن ځواک او د انعطاف وړ ځواک په ترتیب سره 30.3 او 7.3 MPa دي. مطالعاتو ښودلې چې HPMC یو ځانګړی هوا ته داخلیدونکی تاثیر لري ، او که چیرې د هغې مینځپانګه خورا لوړه وي ، د هاوان داخلي پورشن به د پام وړ لوړ شي؛ د خپریدو مقاومت ډیریږي او د ټولو خارج کول ستونزمن دي. له همدې امله ، د پورسیت زیاتوالی ممکن د HPMC لخوا رامینځته شوي د 3D چاپ کولو هاوان ځواک کمیدو لامل وي.

د 3D چاپ کولو ځانګړي لامینیشن مولډینګ پروسه د نږدې پرتونو ترمینځ جوړښت او میخانیکي ملکیتونو کې د ضعیف ساحو شتون لامل کیږي ، او د پرتونو ترمینځ د اړیکې ځواک د چاپ شوي برخې عمومي ځواک باندې لوی تاثیر لري. د 3D چاپ کولو لپاره د هاوان نمونې چې د 0.20% HPMC M-H0.20 سره مخلوط شوي دي پرې شوي، او د انټر لیر بانډ ځواک د انټر لیر ویشلو میتود لخوا ازمول شوی. د دریو برخو د داخلي بانډ ځواک د 1.3 MPa څخه لوړ و؛ او کله چې د پرتونو شمیر کم و، د انټر لیر بانډ ځواک یو څه لوړ و. ښايي لامل يې دا وي، چې له يوې خوا د پورتنۍ طبقې جاذبه د لاندې طبقې نور هم کلک تړل کېږي. له بلې خوا، د هاوان سطحه کیدای شي د ښکته طبقې د چاپولو په وخت کې ډیر رطوبت ولري، پداسې حال کې چې د هاوان سطحه رطوبت د پورتنۍ طبقې د چاپولو په وخت کې د تبخیر او هایډریشن له امله کمیږي، نو د لاندې طبقو ترمنځ اړیکه پیاوړې کیږي.

1.4د 3D چاپ کولو هاوان په مایکرومورفولوژي باندې د HPMC اغیزه

د M-H0 او M-H0.20 نمونو د SEM انځورونه په 3 d عمر کې ښیي چې د M-H0.20 نمونو سطحي سوري د 0.20٪ HPMC اضافه کولو وروسته د پام وړ وده کوي، او د سوراخ اندازه د هغې څخه لوی ده. خالي ډله دا له یوې خوا، دا ځکه چې HPMC د هوا د ننوتلو اغیز لري، کوم چې یونیفورم او ښه سوراخ معرفي کوي؛ له بلې خوا، دا ممکن وي چې د HPMC اضافه کول د سلیري ویسکوسیت ډیروي، په دې توګه د سلیري دننه د هوا د خارجیدو مقاومت زیاتوي. زیاتوالی ممکن د هاوان میخانیکي ملکیتونو کې د کمښت اصلي لامل وي. د لنډیز لپاره، د دې لپاره چې د 3D چاپ مارټر ځواک ډاډمن شي، د HPMC مینځپانګه باید ډیره لویه نه وي (≤ 0.20٪).

په پایله کې

(1) Hydroxypropyl methylcellulose HPMC د هاوان د چاپ وړتیا ښه کوي. د HPMC د محتوياتو په زیاتوالي سره، د هاوان خارجي وړتیا کمیږي مګر بیا هم ښه extrudability لري، د سټیک کولو وړتیا ښه کیږي، او د چاپ وړ وخت اوږدیږي. دا د چاپ کولو په واسطه تایید شوی چې د هاوان د لاندینۍ طبقې خرابوالی د HPMC اضافه کولو وروسته کم شوی، او د پورته څخه ښکته تناسب 0.84 دی کله چې د HPMC مینځپانګه 0.20٪ وي.

(2) HPMC د 3D چاپ کولو هاوان ریولوژیکي ملکیتونه ښه کوي. د HPMC مینځپانګې په زیاتوالي سره ، د سلیري څرګند ویسکوسیت ، د حاصلاتو فشار او پلاستيکي واسکاسی ډیریږي؛ thixotropy لومړی زیاتیږي او بیا کمیږي، او د چاپ وړتیا ترلاسه کیږي. ښه والی. د ریاولوژي له نظره، د HPMC اضافه کول د هاوان د چاپ وړتیا هم ښه کولی شي. د HPMC اضافه کولو وروسته، سلیري لاهم د Bingham rheological ماډل سره سمون لري، او د R2≥0.99 فټ ښه والی.

(3) د HPMC اضافه کولو وروسته، د موادو مایکرو جوړښت او سوري زیاتیږي. دا سپارښتنه کیږي چې د HPMC محتوا باید د 0.20٪ څخه زیاته نه وي، که نه نو دا به د هاوان په میخانیکي ځانګړتیاوو باندې خورا ښه اغیزه وکړي. د 3D چاپ کولو هاوان د مختلف پرتونو تر مینځ د اړیکې ځواک یو څه توپیر لري ، او د پرتونو شمیر کله چې ټیټ وي ، د هاوان پرتونو ترمینځ د بانډ ځواک لوړ وي.