Awọn ipa ti HPMC on 3D titẹ amọ

1.1Ipa ti HPMC lori titẹ sita ti awọn amọ titẹ sita 3D

1.1.1Awọn ipa ti HPMC lori extrudability ti 3D titẹ amọ

Ẹgbẹ M-H0 ti o ṣofo laisi HPMC ati awọn ẹgbẹ idanwo pẹlu akoonu HPMC ti 0.05%, 0.10%, 0.20%, ati 0.30% ni a gba ọ laaye lati duro fun awọn akoko oriṣiriṣi, ati lẹhinna a ti ni idanwo omi.O le rii pe isọdọkan ti HPMC yoo dinku omi-ara ti amọ-lile ni pataki;nigbati akoonu ti HPMC ti pọ si diẹdiẹ lati 0% si 0.30%, omi ibẹrẹ ti amọ-lile dinku lati 243 mm si 206, 191, 167, ati 160 mm, lẹsẹsẹ.HPMC jẹ polima molikula giga.Wọn le ṣepọ pẹlu ara wọn lati ṣe eto nẹtiwọki kan, ati pe iṣọkan ti slurry simenti le pọ sii nipasẹ awọn ohun elo ti o ni idaniloju gẹgẹbi Ca (OH) 2. Macroscopically, iṣọkan ti amọ-lile ti dara si.Pẹlu itẹsiwaju ti akoko iduro, iwọn hydration ti amọ-lile pọ si.pọ si, awọn fluidity sọnu lori akoko.Lilọ omi ti ẹgbẹ òfo M-H0 laisi HPMC dinku ni iyara.Ninu ẹgbẹ idanwo pẹlu 0.05%, 0.10%, 0.20% ati 0.30% HPMC, iwọn ti idinku ninu ṣiṣan omi dinku pẹlu akoko, ati omi amọ-lile lẹhin ti o duro fun iṣẹju 60 jẹ 180, 177, 164, ati 155 mm, lẹsẹsẹ. .Omi-ara jẹ 87.3%, 92.7%, 98.2%, 96.8%.Iṣakojọpọ ti HPMC le ṣe ilọsiwaju agbara idaduro ti iṣan amọ-lile, eyiti o jẹ nitori apapọ ti HPMC ati awọn ohun elo omi;ni apa keji, HPMC le ṣe iru fiimu ti o jọra O ni eto nẹtiwọki kan ati fi ipari si simenti, eyiti o dinku iyipada ti omi ni amọ-lile ati pe o ni iṣẹ idaduro omi kan.O tọ lati ṣe akiyesi pe nigbati akoonu ti HPMC ba jẹ 0.20%, agbara idaduro ti iṣan amọ-lile de ipele ti o ga julọ.

Awọn fluidity ti awọn 3D titẹ sita amọ adalu pẹlu o yatọ si oye ti HPMC jẹ 160 ~ 206 mm.Nitori awọn iyatọ itẹwe ti o yatọ, awọn sakani ti a ṣe iṣeduro ti ṣiṣan ti o gba nipasẹ awọn oluwadi oriṣiriṣi yatọ, gẹgẹbi 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm.Lati olusin 3, o le rii ni oye O le rii pe ṣiṣan ti amọ amọ-titẹ 3D ti a dapọ pẹlu HPMC jẹ pupọ julọ laarin iwọn ti a ṣeduro, paapaa nigbati akoonu HPMC jẹ 0.20%, ṣiṣan ti amọ laarin awọn iṣẹju 60 wa laarin awọn iṣẹju 60. ibiti a ṣe iṣeduro, eyi ti o ṣe itẹlọrun omi ti o yẹ ati stackability.Nitoribẹẹ, botilẹjẹpe omi ti amọ-lile pẹlu iye to dara ti HPMC ti dinku, eyiti o yori si idinku ninu extrudability, o tun ni extrudability ti o dara, eyiti o wa laarin iwọn ti a ṣeduro.

1.1.2Awọn ipa ti HPMC lori stackability ti 3D titẹ amọ

Ni ọran ti kii ṣe lilo awoṣe, iwọn iwọn idaduro apẹrẹ labẹ iwuwo ara ẹni da lori aapọn ikore ti ohun elo, eyiti o ni ibatan si isọdọkan inu laarin slurry ati apapọ.Idaduro apẹrẹ ti awọn amọ titẹ sita 3D pẹlu oriṣiriṣi awọn akoonu HPMC ni a fun.Oṣuwọn iyipada pẹlu akoko iduro.Lẹhin fifi HPMC kun, iwọn idaduro apẹrẹ ti amọ-lile ti ni ilọsiwaju, paapaa ni ipele ibẹrẹ ati iduro fun awọn iṣẹju 20.Sibẹsibẹ, pẹlu itẹsiwaju ti akoko iduro, ipa ilọsiwaju ti HPMC lori iwọn idaduro apẹrẹ ti amọ-lile di alailagbara, eyiti o jẹ pataki nitori Iwọn idaduro naa pọ si ni pataki.Lẹhin ti o duro fun awọn iṣẹju 60, nikan 0.20% ati 0.30% HPMC le mu iwọn idaduro apẹrẹ ti amọ.

Awọn abajade idanwo ilaluja ti amọ titẹ sita 3D pẹlu oriṣiriṣi awọn akoonu HPMC ni a fihan ni Nọmba 5. O le rii lati Nọmba 5 pe resistance ilaluja ni gbogbogbo pọ si pẹlu itẹsiwaju ti akoko iduro, eyiti o jẹ pataki nitori ṣiṣan ti slurry lakoko ilana hydration simenti.Díẹ̀díẹ̀ ló wá di ohun tó fẹsẹ̀ múlẹ̀;ni iṣẹju 80 akọkọ, iṣakojọpọ ti HPMC pọ si resistance ilaluja, ati pẹlu ilosoke akoonu ti HPMC, resistance ilaluja pọ si.Awọn ti o tobi awọn ilaluja resistance, awọn abuku ti awọn ohun elo ti nitori awọn loo fifuye Awọn ti o tobi awọn resistance ti HPMC ni, eyi ti o tọkasi wipe HPMC le mu awọn tete stackability ti 3D titẹ amọ.Niwọn igba ti awọn ifunmọ hydroxyl ati ether lori pq polima ti HPMC ni irọrun ni idapo pẹlu omi nipasẹ awọn iwe ifowopamosi hydrogen, ti o mu abajade idinku mimu ti omi ọfẹ ati asopọ laarin awọn patikulu pọsi, agbara ija naa pọ si, nitorinaa resistance ilaluja ni kutukutu di nla.Lẹhin ti o duro fun awọn iṣẹju 80, nitori hydration ti simenti, ifarabalẹ ilaluja ti ẹgbẹ òfo laisi HPMC pọ si ni kiakia, nigba ti iṣipopada ti ẹgbẹ idanwo pẹlu HPMC pọ si Iwọn ko yipada ni pataki titi di iṣẹju 160 ti o duro.Gẹgẹbi Chen et al., Eyi jẹ pataki nitori HPMC ṣe agbekalẹ fiimu aabo kan ni ayika awọn patikulu simenti, eyiti o fa akoko eto naa;Pourchez et al.conjectured wipe eyi ni o kun nitori okun Simple ether ibaje awọn ọja (gẹgẹ bi awọn carboxylates) tabi methoxyl awọn ẹgbẹ le se idaduro simenti hydration nipa retarding awọn Ibiyi ti Ca (OH) 2.O tọ lati ṣe akiyesi pe, lati ṣe idiwọ idagbasoke ti iloluja resistance lati ni ipa nipasẹ evaporation ti omi lori oju apẹrẹ, idanwo yii ni a ṣe labẹ iwọn otutu kanna ati awọn ipo ọriniinitutu.Ni apapọ, HPMC le ni imunadoko imunadoko imunadoko ti amọ-titẹ sita 3D ni ipele ibẹrẹ, ṣe idaduro coagulation, ati gigun akoko atẹjade ti amọ titẹ sita 3D.

3D titẹ amọ nkankan (ipari 200 mm × iwọn 20 mm × Layer sisanra 8 mm): Awọn òfo Ẹgbẹ lai HPMC ti a ṣofintoto dibajẹ, pale ati ki o ní ẹjẹ isoro nigba titẹ sita keje Layer;Amọ-ẹgbẹ M-H0.20 ni o dara stackability.Lẹhin titẹ awọn fẹlẹfẹlẹ 13, iwọn eti oke jẹ 16.58 mm, iwọn eti isalẹ jẹ 19.65 mm, ati ipin oke-si-isalẹ (ipin ti iwọn eti oke si iwọn eti isalẹ) jẹ 0.84.Iyapa iwọn jẹ kekere.Nitoribẹẹ, o ti jẹri nipasẹ titẹ sita pe iṣakojọpọ ti HPMC le mu ilọsiwaju sita ti amọ-lile ni pataki.Amọ fluidity ni o dara extrudability ati stackability ni 160 ~ 170 mm;Iwọn idaduro apẹrẹ jẹ kere ju 70% ti bajẹ ni pataki ati pe ko le pade awọn ibeere titẹ sita.

1.2Ipa ti HPMC lori awọn ohun-ini rheological ti awọn amọ titẹ sita 3D

Irisi ti o han gbangba ti pulp mimọ labẹ oriṣiriṣi akoonu HPMC ni a fun: pẹlu ilosoke ti oṣuwọn rirẹ, iki ti o han gbangba ti pulp mimọ dinku, ati lasan ti tinrin rirẹ wa labẹ akoonu HPMC giga.O jẹ diẹ sii kedere.Ẹwọn molikula HPMC ti bajẹ ati ṣafihan iki ti o ga julọ ni oṣuwọn rirẹ kekere;ṣugbọn ni iwọn rirẹ-giga giga, awọn ohun elo HPMC n gbe ni afiwe ati ni ilana lẹba itọsọna irẹrun, ṣiṣe awọn ohun elo ti o rọrun lati rọra, nitorinaa tabili Itọka ti o han ti slurry jẹ kekere.Nigbati oṣuwọn irẹrun ba tobi ju 5.0 s-1, iki ti o han gbangba ti P-H0 ni ẹgbẹ òfo jẹ iduroṣinṣin ni ipilẹ laarin 5 Pa s;nigba ti awọn han iki ti awọn slurry posi lẹhin HPMC ti wa ni afikun, ati awọn ti o ti wa ni adalu pẹlu HPMC.Awọn afikun ti HPMC mu ki awọn ti abẹnu edekoyede laarin awọn simenti patikulu, eyi ti o mu ki awọn kedere iki ti awọn lẹẹ, ati awọn macroscopic išẹ ni wipe awọn extrudability ti 3D titẹ amọ.

Ibasepo laarin aapọn irẹwẹsi ati oṣuwọn rirẹ ti slurry mimọ ni idanwo rheological ti gbasilẹ, ati pe a lo awoṣe Bingham lati baamu awọn abajade.Awọn abajade ti han ni Nọmba 8 ati Tabili 3. Nigbati akoonu ti HPMC jẹ 0.30%, oṣuwọn rirẹ lakoko idanwo naa tobi ju 32.5 Nigbati iki ti slurry kọja iwọn ohun elo ni s-1, data ti o baamu. ojuami ko le wa ni gba.Ni gbogbogbo, agbegbe ti o wa ni pipade nipasẹ awọn iha ti nyara ati ti n ṣubu ni ipele iduroṣinṣin (10.0 ~ 50.0 s-1) ni a lo lati ṣe afihan thixotropy ti slurry [21, 33].Thixotropy tọka si ohun-ini ti slurry ni omi nla labẹ iṣe ti irẹrun agbara ita, ati pe o le pada si ipo atilẹba rẹ lẹhin ti fagile iṣẹ irẹrun naa.Ti o yẹ thixotropy jẹ pataki pupọ si titẹ sita ti amọ-lile.O le wa ni ri lati Figure 8 ti awọn thixotropic agbegbe ti awọn òfo ẹgbẹ lai HPMC je nikan 116,55 Pa / s;lẹhin fifi 0.10% ti HPMC kun, agbegbe thixotropic ti lẹẹẹẹti pọ si ni pataki si 1 800.38 Pa / s;Pẹlu ilosoke ti , agbegbe thixotropic ti lẹẹ dinku, ṣugbọn o tun jẹ awọn akoko 10 ti o ga ju ti ẹgbẹ òfo lọ.Lati irisi ti thixotropy, iṣakojọpọ ti HPMC ṣe ilọsiwaju sita ti amọ.

Ni ibere fun amọ-lile lati ṣetọju apẹrẹ rẹ lẹhin imukuro ati lati koju ẹru ti Layer extruded ti o tẹle, amọ nilo lati ni wahala ikore ti o ga julọ.O le wa ni ri lati Table 3 wipe wahala ikore τ0 ti awọn net slurry ti wa ni significantly dara si lẹhin HPMC ti wa ni afikun, ati awọn ti o jẹ iru si HPMC.Awọn akoonu ti HPMC ti wa ni daadaa ibamu;nigbati akoonu ti HPMC jẹ 0.10%, 0.20%, ati 0.30%, aapọn ikore ti lẹẹẹẹti naa pọ si 8.6, 23.7, ati 31.8 igba ti ẹgbẹ òfo, lẹsẹsẹ;viscosity ṣiṣu μ tun pọ si pẹlu ilosoke akoonu ti HPMC.Titẹ sita 3D nilo pe iki ṣiṣu ti amọ ko yẹ ki o kere ju, bibẹẹkọ abuku lẹhin extrusion yoo tobi;ni akoko kanna, iki ṣiṣu ti o yẹ yẹ ki o wa ni itọju lati rii daju pe aitasera ti extrusion ohun elo.Ni akojọpọ, lati oju-ọna ti rheology, Incorporation HPMC ni ipa rere lori ilọsiwaju ti stackability ti amọ titẹ 3D.Lẹhin iṣakojọpọ HPMC, lẹẹ mimọ naa tun ni ibamu si awoṣe rheological Bingham, ati pe didara R2 ko kere ju 0.99.

1.3Awọn ipa ti HPMC lori darí-ini ti 3D titẹ amọ

28 d agbara compressive ati agbara irọrun ti amọ titẹ sita 3D.Pẹlu ilosoke ti akoonu HPMC, 28 d compressive ati agbara fifẹ ti amọ titẹ sita 3D dinku;nigbati akoonu ti HPMC de 0.30%, 28 d agbara compressive ati Awọn agbara flexural jẹ 30.3 ati 7.3 MPa, lẹsẹsẹ.Awọn ẹkọ-ẹkọ ti fihan pe HPMC ni ipa afẹfẹ-afẹfẹ kan, ati pe ti akoonu rẹ ba ga ju, porosity ti inu ti amọ yoo pọ si ni pataki;Agbara itọka pọ si ati pe o nira lati mu gbogbo rẹ jade.Nitorinaa, ilosoke ti porosity le jẹ idi fun idinku ti agbara ti amọ titẹ 3D ti o ṣẹlẹ nipasẹ HPMC.

Ilana fifin lamination alailẹgbẹ ti titẹ sita 3D yori si aye ti awọn agbegbe alailagbara ni eto ati awọn ohun-ini ẹrọ laarin awọn fẹlẹfẹlẹ ti o wa nitosi, ati agbara mimu laarin awọn fẹlẹfẹlẹ ni ipa nla lori agbara gbogbogbo ti paati ti a tẹjade.Fun awọn apẹrẹ amọ-itumọ 3D ti a dapọ pẹlu 0.20% HPMC M-H0.20 ti ge, ati pe a ti ni idanwo agbara mnu interlayer nipasẹ ọna pipin interlayer.Agbara asopọ interlayer ti awọn ẹya mẹta ti o ga ju 1.3 MPa;ati nigbati awọn nọmba ti fẹlẹfẹlẹ je kekere, awọn interlayer mnu agbara die-die ti o ga.Idi naa le jẹ pe, ni apa kan, walẹ ti oke ti o wa ni oke jẹ ki awọn ipele ti o wa ni isalẹ diẹ sii ni idinamọ;ti a ba tun wo lo, awọn dada ti awọn amọ le ni diẹ ọrinrin nigbati titẹ sita isalẹ Layer, nigba ti awọn dada ọrinrin ti awọn amọ ti wa ni dinku nitori evaporation ati hydration nigba titẹ sita oke Layer, ki Isopọ laarin awọn ipele isalẹ ni okun sii.

1.4Ipa ti HPMC lori Micromorphology ti 3D Printing Mortar

Awọn aworan SEM ti awọn apẹrẹ M-H0 ati M-H0.20 ni ọjọ ori 3 fihan pe awọn pores dada ti awọn apẹrẹ M-H0.20 ti pọ si ni pataki lẹhin fifi 0.20% HPMC kun, ati pe iwọn pore tobi ju ti ti ẹgbẹ òfo.Eyi Ni apa kan, o jẹ nitori HPMC ni ipa ti o ni afẹfẹ, eyi ti o ṣafihan aṣọ aṣọ ati awọn pores ti o dara;ni apa keji, o le jẹ pe afikun ti HPMC ṣe alekun ikilọ ti slurry, nitorinaa jijẹ resistance ifasilẹ ti afẹfẹ inu slurry.Ilọsoke le jẹ idi akọkọ fun idinku ninu awọn ohun-ini ẹrọ ti amọ-lile.Lati ṣe akopọ, lati rii daju pe agbara ti amọ-titẹ 3D, akoonu ti HPMC ko yẹ ki o tobi ju (≤ 0.20%).

Ni paripari

(1) Hydroxypropyl methylcellulose HPMC ṣe ilọsiwaju sita ti amọ.Pẹlu ilosoke ti akoonu ti HPMC, extrudability ti amọ-lile dinku ṣugbọn o tun ni extrudability ti o dara, akopọ ti wa ni ilọsiwaju, ati titẹ akoko naa ti pẹ.O ti jẹri nipasẹ titẹ sita pe abuku ti isalẹ Layer ti amọ ti dinku lẹhin fifi HPMC kun, ati ipin-isalẹ jẹ 0.84 nigbati akoonu HPMC jẹ 0.20%.

(2) HPMC ṣe ilọsiwaju awọn ohun-ini rheological ti amọ titẹ sita 3D.Pẹlu ilosoke ti akoonu HPMC, iki ti o han, aapọn ikore ati iki ṣiṣu ti ilosoke slurry;thixotropy akọkọ pọ si ati lẹhinna dinku, ati pe a gba titẹ sita.Ilọsiwaju.Lati irisi ti rheology, fifi HPMC tun le mu awọn printability ti awọn amọ.Lẹhin fifi HPMC kun, slurry naa tun ni ibamu si awoṣe rheological Bingham, ati oore ti ibamu R2≥0.99.

(3) Lẹhin fifi HPMC kun, microstructure ati awọn pores ti ohun elo naa pọ si.A ṣe iṣeduro pe akoonu ti HPMC ko yẹ ki o kọja 0.20%, bibẹẹkọ o yoo ni ipa nla lori awọn ohun-ini ẹrọ ti amọ.Agbara imora laarin awọn ipele oriṣiriṣi ti amọ-titẹ sita 3D jẹ iyatọ diẹ, ati nọmba awọn fẹlẹfẹlẹ Nigbati o ba wa ni isalẹ, agbara mnu laarin awọn ipele amọ-lile jẹ ti o ga julọ.