Pētot dažādu hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) devu ietekmi uz 3D drukas javas drukājamību, reoloģiskajām īpašībām un mehāniskajām īpašībām, tika apspriesta atbilstoša HPMC deva un analizēts tās ietekmes mehānisms apvienojumā ar mikroskopisko morfoloģiju. Rezultāti liecina, ka javas plūstamība samazinās, palielinoties HPMC saturam, tas ir, ekstrudējamība samazinās, palielinoties HPMC saturam, bet plūstamības saglabāšanas spēja uzlabojas. Ekstrudējamība; formas saglabāšanas ātrums un iespiešanās pretestība zem pašsvara ievērojami palielinās, palielinoties HPMC saturam, tas ir, palielinoties HPMC saturam, uzlabojas sakraušanas spēja un pagarinās drukāšanas laiks; no reoloģijas viedokļa, palielinoties HPMC saturam, ievērojami palielinājās suspensijas šķietamā viskozitāte, tecēšanas robeža un plastiskā viskozitāte, un uzlabojās sakraušanas spēja; tiksotropija vispirms palielinājās, bet pēc tam samazinājās, palielinoties HPMC saturam, un uzlabojās drukājamība; Palielināts HPMC saturs. Pārāk augsts saturs palielinās javas porainību un izturību. Ieteicams, lai HPMC saturs nepārsniegtu 0,20%.
Pēdējos gados 3D drukāšanas (pazīstama arī kā “aditīvā ražošana”) tehnoloģija ir strauji attīstījusies un tiek plaši izmantota daudzās jomās, piemēram, bioinženierijā, aviācijā un mākslinieciskajā jaunradē. 3D drukāšanas tehnoloģijas bezveidnes process ir ievērojami uzlabojis materiālus, un konstrukciju projektēšanas elastība un automatizētā būvniecības metode ne tikai ievērojami ietaupa darbaspēku, bet arī ir piemērota būvniecības projektiem dažādās skarbās vidēs. 3D drukāšanas tehnoloģijas un būvniecības jomas apvienojums ir inovatīvs un daudzsološs. Pašlaik cementa bāzes materiālu 3D drukāšanas reprezentatīvie procesi ir ekstrūzijas sakraušanas process (ieskaitot kontūru veidošanas procesu) un betona drukas un pulverveida līmēšanas process (D formas process). Starp tiem ekstrūzijas sakraušanas procesam ir neliela atšķirība no tradicionālā betona formēšanas procesa, liela izmēra komponentu augsta iespējamība un būvniecības izmaksas. Zemākā priekšrocība ir kļuvusi par pašreizējo cementa bāzes materiālu 3D drukāšanas tehnoloģijas pētījumu karstajiem punktiem.
Cementa bāzes materiāliem, ko izmanto kā "tintes materiālus" 3D drukāšanai, to veiktspējas prasības atšķiras no vispārējo cementa bāzes materiālu prasībām: no vienas puses, pastāv noteiktas prasības svaigi sajauktu cementa bāzes materiālu apstrādājamībai, un būvniecības procesam ir jāatbilst vienmērīgas ekstrūzijas prasībām. No otras puses, ekstrudētajam cementa bāzes materiālam ir jābūt sakraujamam, tas ir, tam nevajadzētu sabrukt vai būtiski deformēties sava svara un augšējā slāņa spiediena ietekmē. Turklāt 3D drukāšanas laminēšanas process veido slāņus starp slāņiem, lai nodrošinātu labas starpslāņu saskarnes laukuma mehāniskās īpašības, 3D drukāšanas būvmateriāliem jābūt arī labai saķerei. Rezumējot, ekstrudējamības, sakraujamības un augstas saķeres konstrukcija tiek izstrādāta vienlaikus. Cementa bāzes materiāli ir viens no priekšnoteikumiem 3D drukāšanas tehnoloģijas pielietošanai būvniecības jomā. Cementa materiālu hidratācijas procesa un reoloģisko īpašību pielāgošana ir divi svarīgi veidi, kā uzlabot iepriekš minēto drukāšanas veiktspēju. Cementa materiālu hidratācijas procesa regulēšana. To ir grūti ieviest, un tas viegli rada tādas problēmas kā cauruļu aizsprostojumi; reoloģisko īpašību regulēšanai ir jāuztur plūstamība drukas procesā un strukturēšanas ātrums pēc ekstrūzijas formēšanas. Pašreizējos pētījumos viskozitātes modifikatori, minerālu piedevas, nanomāli utt. bieži tiek izmantoti, lai pielāgotu cementa materiālu reoloģiskās īpašības, lai sasniegtu labāku drukas veiktspēju.
Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir izplatīts polimēru biezinātājs. Molekulārās ķēdes hidroksil- un ētera saites var savienot ar brīvo ūdeni, izmantojot ūdeņraža saites. Tās ievadīšana betonā var efektīvi uzlabot tā kohēziju un ūdens aizturi. Pašlaik pētījumi par HPMC ietekmi uz cementa bāzes materiālu īpašībām galvenokārt ir vērsti uz tā ietekmi uz plūstamību, ūdens aizturi un reoloģiju, un ir veikti maz pētījumu par 3D drukāšanas cementa bāzes materiālu īpašībām (piemēram, ekstrudējamību, sakraujamību utt.). Turklāt, tā kā trūkst vienotu 3D drukāšanas standartu, cementa bāzes materiālu drukājamības novērtēšanas metode vēl nav izveidota. Materiāla sakraujamību novērtē pēc drukājamo slāņu skaita ar ievērojamu deformāciju vai maksimālā drukas augstuma. Iepriekš minētās novērtēšanas metodes ir pakļautas augstai subjektivitātei, sliktai universalitātei un sarežģītam procesam. Veiktspējas novērtēšanas metodei ir liels potenciāls un vērtība inženiertehniskajos pielietojumos.
Šajā darbā cementa bāzes materiālos tika ievadītas dažādas HPMC devas, lai uzlabotu javas drukājamību, un, pētot drukājamību, reoloģiskās īpašības un mehāniskās īpašības, tika vispusīgi novērtēta HPMC devas ietekme uz 3D drukas javas īpašībām. Pamatojoties uz tādām īpašībām kā plūstamība. Pamatojoties uz novērtēšanas rezultātiem, drukas pārbaudei tika izvēlēta java, kas sajaukta ar optimālu HPMC daudzumu, un tika pārbaudīti attiecīgie drukātā objekta parametri; pamatojoties uz parauga mikroskopiskās morfoloģijas izpēti, tika izpētīts drukas materiāla veiktspējas evolūcijas iekšējais mehānisms. Vienlaikus tika izveidots 3D drukas cementa bāzes materiāls. Visaptveroša drukas veiktspējas novērtēšanas metode, lai veicinātu 3D drukas tehnoloģijas pielietošanu būvniecības jomā.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 27. septembris