3डी प्रिंटिंग मोर्टार की प्रिंट करने की क्षमता, रियोलॉजिकल गुणों और यांत्रिक गुणों पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (HPMC) की विभिन्न मात्राओं के प्रभाव का अध्ययन करके, HPMC की उपयुक्त मात्रा पर चर्चा की गई और सूक्ष्म आकारिकी के साथ इसके प्रभाव तंत्र का विश्लेषण किया गया। परिणामों से पता चलता है कि HPMC की मात्रा बढ़ने के साथ मोर्टार की तरलता कम हो जाती है, यानी HPMC की मात्रा बढ़ने के साथ एक्सट्रूड करने की क्षमता कम हो जाती है, लेकिन तरलता बनाए रखने की क्षमता में सुधार होता है। HPMC की मात्रा बढ़ने के साथ एक्सट्रूड करने की क्षमता, आकार बनाए रखने की दर और स्व-भार के तहत प्रवेश प्रतिरोध में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, यानी HPMC की मात्रा बढ़ने के साथ स्टैकेबिलिटी में सुधार होता है और प्रिंटिंग का समय बढ़ जाता है; रियोलॉजी के दृष्टिकोण से, HPMC की मात्रा बढ़ने के साथ, घोल की स्पष्ट चिपचिपाहट, उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट में उल्लेखनीय वृद्धि होती है और स्टैकेबिलिटी में सुधार होता है; HPMC की मात्रा बढ़ने के साथ थिक्सोट्रोपी पहले बढ़ती है और फिर घटती है, और प्रिंट करने की क्षमता में सुधार होता है। एचपीएमसी की मात्रा बहुत अधिक होने पर मोर्टार की सरंध्रता और मजबूती बढ़ जाएगी। यह सलाह दी जाती है कि एचपीएमसी की मात्रा 0.20% से अधिक नहीं होनी चाहिए।
हाल के वर्षों में, 3D प्रिंटिंग (जिसे "एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग" भी कहा जाता है) तकनीक का तेजी से विकास हुआ है और इसका उपयोग जैव इंजीनियरिंग, एयरोस्पेस और कलात्मक सृजन जैसे कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जा रहा है। 3D प्रिंटिंग तकनीक की मोल्ड-मुक्त प्रक्रिया ने सामग्री और संरचनात्मक डिजाइन की लचीलता में काफी सुधार किया है और इसकी स्वचालित निर्माण विधि न केवल श्रम की बचत करती है, बल्कि विभिन्न कठिन वातावरणों में निर्माण परियोजनाओं के लिए भी उपयुक्त है। 3D प्रिंटिंग तकनीक और निर्माण क्षेत्र का संयोजन नवोन्मेषी और आशाजनक है। वर्तमान में, सीमेंट-आधारित सामग्रियों की 3D प्रिंटिंग की प्रतिनिधि प्रक्रियाएं एक्सट्रूज़न स्टैकिंग प्रक्रिया (जिसमें कंटूर प्रक्रिया कंटूर क्राफ्टिंग शामिल है) और कंक्रीट प्रिंटिंग और पाउडर बॉन्डिंग प्रक्रिया (डी-आकार प्रक्रिया) हैं। इनमें से, एक्सट्रूज़न स्टैकिंग प्रक्रिया में पारंपरिक कंक्रीट मोल्डिंग प्रक्रिया से कम अंतर, बड़े आकार के घटकों की उच्च व्यवहार्यता और निर्माण लागत में कमी के लाभ हैं। यह लाभ सीमेंट-आधारित सामग्रियों की 3D प्रिंटिंग तकनीक के वर्तमान अनुसंधान का प्रमुख केंद्र बन गया है।
3D प्रिंटिंग के लिए "इंक सामग्री" के रूप में उपयोग किए जाने वाले सीमेंट-आधारित पदार्थों की प्रदर्शन आवश्यकताएं सामान्य सीमेंट-आधारित पदार्थों से भिन्न होती हैं: एक ओर, ताज़ा मिश्रित सीमेंट-आधारित पदार्थों की कार्यक्षमता के लिए कुछ निश्चित आवश्यकताएं होती हैं, और निर्माण प्रक्रिया को सुचारू एक्सट्रूज़न की आवश्यकताओं को पूरा करना होता है। दूसरी ओर, एक्सट्रूड किए गए सीमेंट-आधारित पदार्थ को स्टैक करने योग्य होना चाहिए, यानी यह अपने वजन और ऊपरी परत के दबाव के कारण ढहना या महत्वपूर्ण रूप से विकृत नहीं होना चाहिए। इसके अलावा, 3D प्रिंटिंग की लेमिनेशन प्रक्रिया परतों के बीच की परतों को बनाती है। अंतर-परत इंटरफ़ेस क्षेत्र के अच्छे यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करने के लिए, 3D प्रिंटिंग निर्माण सामग्री में अच्छा आसंजन भी होना चाहिए। संक्षेप में, एक्सट्रूड करने की क्षमता, स्टैक करने की क्षमता और उच्च आसंजन को एक साथ डिज़ाइन किया जाता है। सीमेंट-आधारित पदार्थ निर्माण क्षेत्र में 3D प्रिंटिंग तकनीक के अनुप्रयोग के लिए पूर्वापेक्षाओं में से एक हैं। सीमेंटयुक्त पदार्थों की जलयोजन प्रक्रिया और रियोलॉजिकल गुणों को समायोजित करना उपरोक्त प्रिंटिंग प्रदर्शन को बेहतर बनाने के दो महत्वपूर्ण तरीके हैं। सीमेंटयुक्त सामग्रियों की जलयोजन प्रक्रिया का समायोजन करना कठिन है और इससे पाइप अवरोध जैसी समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं; साथ ही, मुद्रण प्रक्रिया के दौरान तरलता बनाए रखने और एक्सट्रूज़न मोल्डिंग के बाद संरचना की गति को नियंत्रित करने के लिए रियोलॉजिकल गुणों का नियमन आवश्यक है। वर्तमान शोध में, बेहतर मुद्रण प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए सीमेंट-आधारित सामग्रियों के रियोलॉजिकल गुणों को समायोजित करने हेतु श्यानता संशोधक, खनिज मिश्रण, नैनोक्ले आदि का उपयोग किया जाता है।
हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (HPMC) एक सामान्य पॉलीमर थिकनर है। इसकी आणविक श्रृंखला पर मौजूद हाइड्रॉक्सिल और ईथर बंध हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से मुक्त जल के साथ जुड़ सकते हैं। इसे कंक्रीट में मिलाने से इसकी संसंजन क्षमता और जल धारण क्षमता में प्रभावी रूप से सुधार होता है। वर्तमान में, सीमेंट-आधारित सामग्रियों के गुणों पर HPMC के प्रभाव पर किए गए शोध मुख्य रूप से इसकी तरलता, जल धारण क्षमता और रियोलॉजी पर इसके प्रभाव पर केंद्रित हैं, जबकि 3D प्रिंटिंग सीमेंट-आधारित सामग्रियों के गुणों (जैसे कि एक्सट्रूडेबिलिटी, स्टैकेबिलिटी आदि) पर बहुत कम शोध हुआ है। इसके अलावा, 3D प्रिंटिंग के लिए एकसमान मानकों की कमी के कारण, सीमेंट-आधारित सामग्रियों की प्रिंटेबिलिटी के मूल्यांकन की विधि अभी तक स्थापित नहीं हुई है। सामग्री की स्टैकेबिलिटी का मूल्यांकन महत्वपूर्ण विरूपण के साथ प्रिंट करने योग्य परतों की संख्या या अधिकतम प्रिंटिंग ऊंचाई द्वारा किया जाता है। उपरोक्त मूल्यांकन विधियां अत्यधिक व्यक्तिपरक, कम सार्वभौमिक और जटिल प्रक्रिया से ग्रस्त हैं। प्रदर्शन मूल्यांकन विधि में इंजीनियरिंग अनुप्रयोग में अपार संभावनाएं और मूल्य हैं।
इस शोधपत्र में, मोर्टार की प्रिंट करने की क्षमता को बेहतर बनाने के लिए सीमेंट-आधारित सामग्रियों में HPMC की विभिन्न मात्राएँ मिलाई गईं, और प्रिंट करने की क्षमता, रियोलॉजिकल गुणधर्म और यांत्रिक गुणधर्मों का अध्ययन करके 3D प्रिंटिंग मोर्टार के गुणों पर HPMC की मात्रा के प्रभावों का व्यापक मूल्यांकन किया गया। तरलता जैसे गुणों के आधार पर, मूल्यांकन परिणामों के आधार पर, HPMC की इष्टतम मात्रा के साथ मिश्रित मोर्टार को प्रिंटिंग सत्यापन के लिए चुना गया, और मुद्रित पदार्थ के संबंधित मापदंडों का परीक्षण किया गया; नमूने की सूक्ष्म आकारिकी के अध्ययन के आधार पर, प्रिंटिंग सामग्री के प्रदर्शन विकास की आंतरिक प्रक्रिया का पता लगाया गया। साथ ही, निर्माण क्षेत्र में 3D प्रिंटिंग तकनीक के अनुप्रयोग को बढ़ावा देने के लिए, 3D प्रिंटिंग सीमेंट-आधारित सामग्री के प्रिंट करने योग्य प्रदर्शन के व्यापक मूल्यांकन की एक विधि स्थापित की गई।
पोस्ट करने का समय: 27 सितंबर 2022