1.1Dylanwad HPMC ar argraffadwyedd morter argraffu 3D
1.1.1Effaith HPMC ar allwthedd morter argraffu 3D
Caniatawyd i'r grŵp gwag M-H0 heb HPMC a'r grwpiau prawf â chynnwys HPMC o 0.05%, 0.10%, 0.20%, a 0.30% sefyll am wahanol gyfnodau o amser, ac yna profwyd yr hylifedd.Gellir gweld bod ymgorffori HPMC Bydd yn lleihau hylifedd y morter yn sylweddol;pan gynyddir cynnwys HPMC yn raddol o 0% i 0.30%, mae hylifedd cychwynnol y morter yn gostwng o 243 mm i 206, 191, 167, a 160 mm, yn y drefn honno.Mae HPMC yn bolymer moleciwlaidd uchel.Gellir eu clymu â'i gilydd i ffurfio strwythur rhwydwaith, a gellir cynyddu cydlyniad y slyri sment trwy amgáu cydrannau fel Ca(OH) 2. Yn facrosgopig, mae cydlyniant y morter yn gwella.Gydag estyniad yr amser sefydlog, mae gradd hydradiad y morter yn cynyddu.cynyddu, y hylifedd a gollwyd dros amser.Gostyngodd hylifedd y grŵp gwag M-H0 heb HPMC yn gyflym.Yn y grŵp arbrofol gyda 0.05%, 0.10%, 0.20% a 0.30% HPMC, gostyngodd graddfa'r gostyngiad mewn hylifedd gydag amser, a hylifedd morter ar ôl sefyll am 60 munud oedd 180, 177, 164, a 155 mm, yn y drefn honno .Y hylifedd yw 87.3%, 92.7%, 98.2%, 96.8%.Gall ymgorffori HPMC wella gallu cadw hylifedd morter yn sylweddol, sydd oherwydd y cyfuniad o HPMC a moleciwlau dŵr;ar y llaw arall, gall HPMC ffurfio ffilm debyg Mae ganddo strwythur rhwydwaith ac mae'n lapio'r sment, sy'n lleihau'r anweddolrwydd dŵr yn y morter yn effeithiol ac mae ganddo berfformiad cadw dŵr penodol.Mae'n werth nodi, pan fo cynnwys HPMC yn 0.20%, mae gallu cadw hylifedd morter yn cyrraedd y lefel uchaf.
Mae hylifedd y morter argraffu 3D wedi'i gymysgu â gwahanol symiau o HPMC yn 160 ~ 206 mm.Oherwydd y paramedrau argraffydd gwahanol, mae'r ystodau hylifedd a argymhellir gan wahanol ymchwilwyr yn wahanol, megis 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm.O Ffigur 3, gellir ei weld yn reddfol Gellir gweld bod hylifedd y morter argraffu 3D wedi'i gymysgu â HPMC yn bennaf o fewn yr ystod a argymhellir, yn enwedig pan fo cynnwys HPMC yn 0.20%, mae hylifedd y morter o fewn 60 munud o fewn yr ystod a argymhellir, sy'n bodloni'r hylifedd a'r stacadwyedd priodol.Felly, er bod hylifedd y morter gyda swm addas o HPMC yn cael ei leihau, sy'n arwain at ostyngiad mewn allwthedd, mae ganddo allwthedd da o hyd, sydd o fewn yr ystod a argymhellir.
1.1.2Effaith HPMC ar stacadwyedd morter argraffu 3D
Yn achos peidio â defnyddio templed, mae maint y gyfradd cadw siâp o dan hunan-bwysau yn dibynnu ar straen cynnyrch y deunydd, sy'n gysylltiedig â'r cydlyniad mewnol rhwng y slyri a'r agreg.Rhoddir cadw siâp morter argraffu 3D gyda gwahanol gynnwys HPMC.Cyfradd y newid gydag amser sefydlog.Ar ôl ychwanegu HPMC, mae cyfradd cadw siâp morter yn cael ei wella, yn enwedig yn y cam cychwynnol a sefyll am 20 munud.Fodd bynnag, gydag estyniad amser sefydlog, mae effaith gwella HPMC ar gyfradd cadw siâp morter yn gwanhau'n raddol, a oedd yn bennaf oherwydd Mae'r gyfradd cadw yn cynyddu'n sylweddol.Ar ôl sefyll am 60 munud, dim ond 0.20% a 0.30% HPMC all wella cyfradd cadw siâp morter.
Dangosir canlyniadau prawf ymwrthedd treiddiad y morter argraffu 3D gyda gwahanol gynnwys HPMC yn Ffigur 5. Gellir gweld o Ffigur 5 bod y gwrthiant treiddiad yn cynyddu'n gyffredinol gydag estyniad yr amser sefydlog, sy'n bennaf oherwydd llif y slyri yn ystod y broses hydradu sment.Datblygodd yn raddol i solid anhyblyg;yn yr 80 munud cyntaf, cynyddodd ymgorffori HPMC yr ymwrthedd treiddiad, a gyda chynnydd cynnwys HPMC, cynyddodd y gwrthiant treiddiad.Po fwyaf yw'r ymwrthedd treiddiad, anffurfiad y deunydd oherwydd y llwyth cymhwyso Po fwyaf yw ymwrthedd HPMC, sy'n dangos y gall HPMC wella stacadwyedd cynnar morter argraffu 3D.Gan fod y bondiau hydroxyl ac ether ar gadwyn bolymer HPMC yn cael eu cyfuno'n hawdd â dŵr trwy fondiau hydrogen, gan arwain at ostyngiad graddol mewn dŵr rhydd a chynnydd yn y cysylltiad rhwng gronynnau, mae'r grym ffrithiant yn cynyddu, felly mae'r ymwrthedd treiddiad cynnar yn dod yn fwy.Ar ôl sefyll am 80 munud, oherwydd hydradiad sment, cynyddodd ymwrthedd treiddiad y grŵp gwag heb HPMC yn gyflym, tra cynyddodd ymwrthedd treiddiad y grŵp prawf gyda HPMC Ni newidiodd y gyfradd yn sylweddol tan tua 160 munud o sefyll.Yn ôl Chen et al., Mae hyn yn bennaf oherwydd bod HPMC yn ffurfio ffilm amddiffynnol o amgylch y gronynnau sment, sy'n ymestyn yr amser gosod;Roedd Pourchez et al.yn rhagdybio bod hyn yn bennaf oherwydd ffibr Gall cynhyrchion diraddio ether syml (fel carbocsylates) neu grwpiau methocsyl ohirio hydradiad sment trwy arafu ffurfio Ca(OH)2.Mae'n werth nodi, er mwyn atal datblygiad ymwrthedd treiddiad rhag cael ei effeithio gan anweddiad dŵr ar wyneb y sbesimen, Cynhaliwyd yr arbrawf hwn o dan yr un amodau tymheredd a lleithder.Ar y cyfan, gall HPMC wella stackability y morter argraffu 3D yn effeithiol yn y cam cychwynnol, gohirio'r ceulo, ac ymestyn amser argraffu'r morter argraffu 3D.
Endid morter argraffu 3D (hyd 200 mm × lled 20 mm × trwch haen 8 mm): Roedd y grŵp gwag heb HPMC yn cael ei ddadffurfio'n ddifrifol, wedi cwympo ac roedd ganddo broblemau gwaedu wrth argraffu'r seithfed haen;Mae gan y morter grŵp M-H0.20 stacadwyedd da.Ar ôl argraffu 13 haen, lled ymyl uchaf yw 16.58 mm, lled ymyl gwaelod yw 19.65 mm, a'r gymhareb top-i-gwaelod (cymhareb lled ymyl uchaf i lled ymyl gwaelod) yw 0.84.Mae gwyriad dimensiwn yn fach.Felly, mae argraffu wedi'i wirio y gall ymgorffori HPMC wella argraffadwyedd morter yn sylweddol.Mae hylifedd morter yn allwthiol a stackability da ar 160 ~ 170 mm;mae cyfradd cadw siâp yn llai na 70% wedi'i ddadffurfio'n ddifrifol ac ni all fodloni'r gofynion argraffu.
1.2Dylanwad HPMC ar briodweddau rheolegol morter argraffu 3D
Rhoddir gludedd ymddangosiadol mwydion pur o dan wahanol gynnwys HPMC: gyda chynnydd cyfradd cneifio, mae gludedd ymddangosiadol mwydion pur yn lleihau, ac mae ffenomen teneuo cneifio o dan gynnwys HPMC uchel.Mae'n fwy amlwg.Mae cadwyn moleciwlaidd HPMC yn anhrefnus ac yn dangos gludedd uwch ar gyfradd cneifio isel;ond ar gyfradd cneifio uchel, mae moleciwlau HPMC yn symud yn gyfochrog ac yn drefnus ar hyd y cyfeiriad cneifio, gan wneud y moleciwlau'n haws llithro, felly mae'r bwrdd Mae gludedd ymddangosiadol y slyri yn gymharol isel.Pan fydd y gyfradd cneifio yn fwy na 5.0 s-1, mae gludedd ymddangosiadol P-H0 yn y grŵp gwag yn sefydlog yn y bôn o fewn 5 Pa s;tra bod gludedd ymddangosiadol y slyri yn cynyddu ar ôl ychwanegu HPMC, ac mae'n cael ei gymysgu â HPMC.Mae ychwanegu HPMC yn cynyddu'r ffrithiant mewnol rhwng y gronynnau sment, sy'n cynyddu gludedd ymddangosiadol y past, a'r perfformiad macrosgopig yw bod allwthedd y morter argraffu 3D yn lleihau.
Cofnodwyd y berthynas rhwng straen cneifio a chyfradd cneifio'r slyri pur yn y prawf rheolegol, a defnyddiwyd model Bingham i gyd-fynd â'r canlyniadau.Dangosir y canlyniadau yn Ffigur 8 a Thabl 3. Pan oedd cynnwys HPMC yn 0.30%, roedd y gyfradd cneifio yn ystod y prawf yn fwy na 32.5 Pan fydd gludedd y slyri yn fwy nag ystod yr offeryn yn s-1, y data cyfatebol ni ellir casglu pwyntiau.Yn gyffredinol, defnyddir yr ardal sydd wedi'i hamgáu gan y cromliniau codi a gostwng yn y cyfnod sefydlog (10.0 ~ 50.0 s-1) i nodweddu thixotropi y slyri [21, 33].Mae Thixotropy yn cyfeirio at yr eiddo bod gan y slyri hylifedd mawr o dan weithred cneifio grym allanol, a gall ddychwelyd i'w gyflwr gwreiddiol ar ôl i'r weithred gneifio gael ei chanslo.Mae thixotropi priodol yn bwysig iawn i allu argraffu'r morter.Gellir gweld o Ffigur 8 mai dim ond 116.55 Pa/s oedd arwynebedd thixotropic y grŵp gwag heb HPMC;ar ôl ychwanegu 0.10% o HPMC, cynyddodd arwynebedd thixotropic y past net yn sylweddol i 1 800.38 Pa/s;Gyda'r cynnydd o , gostyngodd arwynebedd thixotropic y past, ond roedd yn dal i fod 10 gwaith yn uwch nag un y grŵp gwag.O safbwynt thixotropy, fe wnaeth ymgorffori HPMC wella argraffadwyedd y morter yn fawr.
Er mwyn i'r morter gynnal ei siâp ar ôl allwthio ac i wrthsefyll llwyth yr haen allwthiol ddilynol, mae angen i'r morter gael straen cynnyrch uwch.Gellir gweld o Dabl 3 bod straen cynnyrch τ0 y slyri net wedi'i wella'n sylweddol ar ôl ychwanegu HPMC, ac mae'n debyg i HPMC.Mae cydberthynas gadarnhaol rhwng cynnwys HPMC;pan fo cynnwys HPMC yn 0.10%, 0.20%, a 0.30%, mae straen cynnyrch y past net yn cynyddu i 8.6, 23.7, a 31.8 gwaith yn fwy na'r grŵp gwag, yn y drefn honno;mae'r gludedd plastig μ hefyd yn cynyddu gyda chynnydd cynnwys HPMC.Mae Argraffu 3D yn ei gwneud yn ofynnol na ddylai gludedd plastig y morter fod yn rhy fach, fel arall bydd yr anffurfiad ar ôl allwthio yn fawr;ar yr un pryd, dylid cynnal gludedd plastig addas i sicrhau cysondeb allwthio materol.I grynhoi, o safbwynt rheoleg, mae Corffori HPMC yn cael effaith gadarnhaol ar wella stackability morter argraffu 3D.Ar ôl ymgorffori HPMC, mae'r past pur yn dal i gydymffurfio â model rheolegol Bingham, ac nid yw daioni ffit R2 yn is na 0.99.
1.3Effaith HPMC ar briodweddau mecanyddol morter argraffu 3D
Cryfder cywasgol 28 d a chryfder hyblyg morter argraffu 3D.Gyda'r cynnydd mewn cynnwys HPMC, gostyngodd cryfder cywasgol a hyblyg 28d morter argraffu 3D;pan gyrhaeddodd cynnwys HPMC 0.30%, y cryfder cywasgol 28 d a'r cryfderau hyblyg yw 30.3 a 7.3 MPa, yn y drefn honno.Mae astudiaethau wedi dangos bod gan HPMC effaith amsugno aer penodol, ac os yw ei gynnwys yn rhy uchel, bydd mandylledd mewnol y morter yn cynyddu'n sylweddol;Mae'r ymwrthedd trylediad yn cynyddu ac mae'n anodd gollwng y cyfan.Felly, efallai mai'r cynnydd mewn mandylledd yw'r rheswm dros y gostyngiad yng nghryfder morter argraffu 3D a achosir gan HPMC.
Mae'r broses fowldio lamineiddio unigryw o argraffu 3D yn arwain at fodolaeth ardaloedd gwan mewn strwythur a phriodweddau mecanyddol rhwng haenau cyfagos, ac mae cryfder bondio rhwng haenau yn dylanwadu'n fawr ar gryfder cyffredinol y gydran argraffedig.Ar gyfer argraffu 3D sbesimenau morter cymysg â 0.20% HPMC M-H0.20 ei dorri, a phrofwyd cryfder bond interlayer gan y dull hollti interlayer.Roedd cryfder bond interlayer y tair rhan yn uwch na 1.3 MPa;a phan oedd nifer yr haenau yn isel, roedd cryfder y bond interlayer ychydig yn uwch.Efallai mai'r rheswm, ar y naill law, yw bod disgyrchiant yr haen uchaf yn gwneud yr haenau isaf wedi'u bondio'n fwy dwys;ar y llaw arall, efallai y bydd gan wyneb y morter fwy o leithder wrth argraffu'r haen isaf, tra bod lleithder wyneb y morter yn cael ei leihau oherwydd anweddiad a hydradiad wrth argraffu'r haen uchaf, felly mae'r bondio rhwng yr haenau gwaelod yn gryfach.
1.4Effaith HPMC ar Ficromorffoleg Morter Argraffu 3D
Mae delweddau SEM o'r sbesimenau M-H0 a M-H0.20 ar oedran 3 d yn dangos bod mandyllau wyneb y sbesimenau M-H0.20 yn cynyddu'n sylweddol ar ôl ychwanegu 0.20% HPMC, ac mae maint y mandwll yn fwy na maint y mandyllau. y grŵp gwag.Ar y naill law, mae hyn oherwydd bod HPMC yn cael effaith awyru, sy'n cyflwyno mandyllau unffurf a mân;ar y llaw arall, efallai y bydd ychwanegu HPMC yn cynyddu gludedd y slyri, a thrwy hynny gynyddu ymwrthedd gollwng yr aer y tu mewn i'r slyri.Efallai mai'r cynnydd yw'r prif reswm dros y gostyngiad yn eiddo mecanyddol y morter.I grynhoi, er mwyn sicrhau cryfder y morter argraffu 3D, ni ddylai cynnwys HPMC fod yn rhy fawr (≤ 0.20%).
I gloi
(1) Hydroxypropyl methylcellulose HPMC yn gwella printability y morter.Gyda'r cynnydd yng nghynnwys HPMC, mae allwthedd y morter yn lleihau ond mae ganddo allwthedd da o hyd, mae'r stackability yn cael ei wella, ac mae'r argraffadwy Mae'r amser yn hir.Gwiriwyd trwy argraffu bod dadffurfiad haen waelod y morter yn cael ei leihau ar ôl ychwanegu HPMC, a'r gymhareb gwaelod uchaf yw 0.84 pan fo cynnwys HPMC yn 0.20%.
(2) Mae HPMC yn gwella priodweddau rheolegol morter argraffu 3D.Gyda'r cynnydd o gynnwys HPMC, y gludedd ymddangosiadol, straen cynnyrch a gludedd plastig y cynnydd slyri;Mae thixotropy yn cynyddu yn gyntaf ac yna'n lleihau, a cheir y gallu i argraffu.Gwellhad.O safbwynt rheoleg, gall ychwanegu HPMC hefyd wella printability y morter.Ar ôl ychwanegu HPMC, mae'r slyri yn dal i gydymffurfio â model rheolegol Bingham, a daioni ffit R2≥0.99.
(3) Ar ôl ychwanegu HPMC, mae microstrwythur a mandyllau'r deunydd yn cynyddu.Argymhellir na ddylai cynnwys HPMC fod yn fwy na 0.20%, fel arall bydd yn cael effaith fawr ar briodweddau mecanyddol y morter.Mae'r cryfder bondio rhwng gwahanol haenau'r morter argraffu 3D ychydig yn wahanol, a nifer yr haenau Pan fydd yn is, mae'r cryfder bond rhwng haenau morter yn uwch.
Amser post: Medi-27-2022