تأثير هيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز على خصائص مدافع الطباعة ثلاثية الأبعاد

من خلال دراسة تأثير جرعات مختلفة من Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) على قابلية الطباعة ، والخصائص الريولوجية والخصائص الميكانيكية لمدافع الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تمت مناقشة الجرعة المناسبة لـ HPMC ، وتم تحليل آلية التأثير الخاصة به مع المطالبة المجهرية. أظهرت النتائج أن سيولة الملاط تتناقص مع زيادة محتوى HPMC ، وهذا هو قابلية البثق مع زيادة محتوى HPMC ، ولكن قدرة الاحتفاظ بالسيولة تتحسن. قابلية البثق. زيادة معدل الاحتفاظ بالشكل ومقاومة الاختراق في ظل الوزن الذاتي زيادة كبيرة مع زيادة محتوى HPMC ، أي مع زيادة محتوى HPMC ، يتحسن تكديس ويتم إطالة وقت الطباعة ؛ من وجهة نظر الريولوجيا ، مع زيادة محتوى HPMC ، زادت اللزوجة الظاهرة ، والإجهاد العائد واللزوجة البلاستيكية للطيور بشكل كبير ، وتحسن قابلية المكدس ؛ زادت ثسيوتوتوكسوبري لأول مرة ثم انخفض مع زيادة محتوى HPMC ، وتحسن قابلية الطباعة ؛ إن محتوى HPMC يرتفع للغاية سيؤدي إلى زيادة مسامية الملاط والقوة التي يوصى بها ألا يتجاوز محتوى HPMC 0.20 ٪.

في السنوات الأخيرة ، تطورت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد (المعروفة أيضًا باسم "التصنيع الإضافي") بسرعة وتم استخدامها على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الهندسة الحيوية والفضاء والخلق الفني. أدت العملية الخالية من العفن لتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تحسين المواد بشكل كبير ومرونة التصميم الهيكلي وطريقة البناء الآلية لا تنقذ القوى العاملة بشكل كبير فحسب ، بل إنها مناسبة أيضًا لمشاريع البناء في بيئات قاسية مختلفة. مزيج من تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد ومجال البناء مبتكر واعدة. في الوقت الحاضر ، المواد القائمة على الأسمنت 3D العملية التمثيلية للطباعة هي عملية تكديس البثق (بما في ذلك صياغة محيط الكفاف) وعملية الطباعة الخرسانية وربط المسحوق (عملية الشكل D). من بينها ، تتمتع عملية تكديس البثق بمزايا الفرق البسيط من عملية صب الخرسانة التقليدية ، وارتفاع جدوى المكونات كبيرة الحجم وتكاليف البناء. أصبحت الميزة السفلية النقاط الساخنة للبحث الحالي لتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد للمواد القائمة على الأسمنت.

بالنسبة للمواد المستندة إلى الأسمنت المستخدمة كـ "مواد حبر" للطباعة ثلاثية الأبعاد ، تختلف متطلبات أدائها عن مواد المواد العامة القائمة على الأسمنت: من ناحية ، هناك متطلبات معينة لموظف المواد المختلطة الطازجة ، و يجب أن تلبي عملية البناء متطلبات البثق السلس ، من ناحية أخرى ، يجب أن تكون المادة القائمة على الأسمنت المقذوف قابلة للتكديس ، أي أنها لن تنهار أو تشوه بشكل كبير تحت عمل وزنها وضغط الطبقة العليا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية التصفيح للطباعة ثلاثية الأبعاد تجعل الطبقات بين الطبقات من أجل ضمان الخصائص الميكانيكية الجيدة لمنطقة واجهة الطبقة البينية ، يجب أن يكون لمواد بناء الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا التصاق جيد. باختصار ، تم تصميم تصميم البثق ، قابلية المكدس ، والتصاق العالي في نفس الوقت. المواد القائمة على الأسمنت هي واحدة من المتطلبات المسبقة لتطبيق تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال البناء. يعد ضبط عملية الترطيب والخصائص الريولوجية للمواد الأسمنتية طريقتان مهمتان لتحسين أداء الطباعة أعلاه. تعديل عملية ترطيب المواد الأسمنتية ، من الصعب تنفيذها ، ومن السهل التسبب في مشاكل مثل انسداد الأنابيب ؛ ويحتاج تنظيم الخواص الريولوجية إلى الحفاظ على السيولة أثناء عملية الطباعة وسرعة الهيكل بعد صب البثق. في الأبحاث الحالية ، يتم استخدام المعدلات اللزوجة ، وخلطات المعادن ، والطمرات النانوية ، وما إلى ذلك لضبط الخصائص الريولوجية للأسمنت مواد لتحقيق أداء أفضل للطباعة.

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) هو مثخن بوليمر شائع. يمكن دمج روابط الهيدروكسيل والأثير على السلسلة الجزيئية بالماء الحر من خلال روابط الهيدروجين. إدخاله في الخرسانة يمكن أن يحسن بشكل فعال تماسكه. والاحتفاظ بالماء. في الوقت الحاضر ، يركز البحث عن تأثير HPMC على خصائص المواد القائمة على الأسمنت على تأثيره على السيولة ، والاحتفاظ بالماء ، والريولوجيا ، ولم يتم إجراء القليل من الأبحاث على خصائص المواد القائمة على أسمنت الطباعة ثلاثية الأبعاد ( مثل البثق ، قابلية المكدس ، وما إلى ذلك). بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لعدم وجود معايير موحدة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، لم يتم تحديد طريقة التقييم لطباعة المواد القائمة على الأسمنت. يتم تقييم قابلية تكديس المادة من خلال عدد الطبقات القابلة للطباعة مع تشوه كبير أو أقصى ارتفاع للطباعة. تخضع طرق التقييم أعلاه لذاتية عالية ، وسوء عالمية ، وعملية مرهقة. طريقة تقييم الأداء لها إمكانات وقيمة كبيرة في التطبيق الهندسي.

في هذه الورقة ، تم إدخال جرعات مختلفة من HPMC في مواد قائمة على الأسمنت لتحسين قابلية طباعة الملاط ، وتم تقييم آثار جرعة HPMC على خصائص الملاط ثلاثية الأبعاد بشكل شامل من خلال دراسة قابلية الطباعة والخصائص الريولوجية والخصائص الميكانيكية. استنادًا إلى خصائص مثل السيولة بناءً على نتائج التقييم ، تم اختيار الملاط المختلط مع الكمية المثلى من HPMC للطباعة ، وتم اختبار المعلمات ذات الصلة للكيان المطبوع ؛ استنادًا إلى دراسة التشكل المجهري للعينة ، تم استكشاف الآلية الداخلية لتطور أداء مادة الطباعة. في الوقت نفسه ، تم إنشاء المواد القائمة على الطباعة ثلاثية الأبعاد. طريقة تقييم شاملة للأداء القابل للطباعة من أجل تعزيز تطبيق تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد في مجال البناء.