3D प्रिंटिंग मोर्टारच्या गुणधर्मांवर हायड्रॉक्सीप्रोपील मेथिलसेल्युलोजचा प्रभाव

3D प्रिंटिंग मोर्टारच्या मुद्रणक्षमतेवर, rheological गुणधर्म आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मेथिलसेल्युलोज (HPMC) च्या विविध डोसच्या प्रभावाचा अभ्यास करून, HPMC च्या योग्य डोसची चर्चा केली गेली आणि सूक्ष्म आकारविज्ञानासह त्याच्या प्रभावाच्या यंत्रणेचे विश्लेषण केले गेले. परिणाम दर्शवितात की HPMC च्या सामग्रीच्या वाढीसह मोर्टारची तरलता कमी होते, म्हणजेच HPMC च्या सामग्रीच्या वाढीसह एक्सट्रुडेबिलिटी कमी होते, परंतु तरलता टिकवून ठेवण्याची क्षमता सुधारते. एक्सट्रुडेबिलिटी; एचपीएमसी सामग्रीच्या वाढीसह आकार धारणा दर आणि स्व-वजनाखाली प्रवेशाचा प्रतिकार लक्षणीय वाढतो, म्हणजेच एचपीएमसी सामग्रीच्या वाढीसह, स्टॅकेबिलिटी सुधारते आणि मुद्रण वेळ दीर्घकाळ वाढतो; रिओलॉजीच्या दृष्टिकोनातून, एचपीएमसीच्या सामग्रीच्या वाढीसह, स्लरीची स्पष्ट चिकटपणा, उत्पन्नाचा ताण आणि प्लास्टिकची चिकटपणा लक्षणीय वाढली आणि स्टॅकेबिलिटी सुधारली; थिक्सोट्रॉपी प्रथम वाढली आणि नंतर एचपीएमसीच्या सामग्रीच्या वाढीसह कमी झाली आणि मुद्रणक्षमता सुधारली; HPMC ची सामग्री खूप जास्त वाढल्याने मोर्टारची सच्छिद्रता वाढेल आणि ताकद HPMC ची सामग्री 0.20% पेक्षा जास्त नसावी अशी शिफारस केली जाते.

अलिकडच्या वर्षांत, 3D प्रिंटिंग ("ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग" म्हणूनही ओळखले जाते) तंत्रज्ञान झपाट्याने विकसित झाले आहे आणि जैव अभियांत्रिकी, एरोस्पेस आणि कलात्मक निर्मिती यांसारख्या अनेक क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात आहे. 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाच्या मोल्ड-फ्री प्रक्रियेमुळे सामग्रीमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा झाली आहे आणि संरचनात्मक डिझाइनची लवचिकता आणि त्याची स्वयंचलित बांधकाम पद्धत केवळ मनुष्यबळाची मोठ्या प्रमाणात बचत करत नाही तर विविध कठोर वातावरणात बांधकाम प्रकल्पांसाठी देखील योग्य आहे. 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञान आणि बांधकाम क्षेत्र यांचे संयोजन नाविन्यपूर्ण आणि आशादायक आहे. सध्या, सिमेंट-आधारित साहित्य 3D प्रिंटिंगची प्रातिनिधिक प्रक्रिया म्हणजे एक्सट्रूजन स्टॅकिंग प्रक्रिया (कंटूर प्रक्रिया कॉन्टूर क्राफ्टिंगसह) आणि काँक्रीट प्रिंटिंग आणि पावडर बाँडिंग प्रक्रिया (डी-आकार प्रक्रिया). त्यापैकी, एक्सट्रूझन स्टॅकिंग प्रक्रियेमध्ये पारंपारिक कंक्रीट मोल्डिंग प्रक्रियेपासून लहान फरक, मोठ्या आकाराच्या घटकांची उच्च व्यवहार्यता आणि बांधकाम खर्चाचे फायदे आहेत. निकृष्ट फायदा सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाचे सध्याचे संशोधन हॉटस्पॉट बनले आहे.

3D प्रिंटिंगसाठी "शाई सामग्री" म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या सिमेंट-आधारित सामग्रीसाठी, त्यांच्या कार्यक्षमतेच्या आवश्यकता सामान्य सिमेंट-आधारित सामग्रीपेक्षा भिन्न आहेत: एकीकडे, नवीन मिश्रित सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या कार्यक्षमतेसाठी काही आवश्यकता आहेत आणि बांधकाम प्रक्रियेला गुळगुळीत एक्सट्रूझनची आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे, दुसरीकडे, एक्सट्रूडेड सिमेंट-आधारित सामग्री स्टॅक करण्यायोग्य असणे आवश्यक आहे, म्हणजेच ते होणार नाही स्वतःच्या वजनाच्या आणि वरच्या थराच्या दाबाने कोसळणे किंवा लक्षणीयरीत्या विकृत होणे. याव्यतिरिक्त, 3D प्रिंटिंगची लॅमिनेशन प्रक्रिया लेयर्स दरम्यान स्तर बनवते इंटरलेअर इंटरफेस क्षेत्राचे चांगले यांत्रिक गुणधर्म सुनिश्चित करण्यासाठी, 3D प्रिंटिंग बांधकाम साहित्य देखील चांगले चिकटलेले असावे. सारांश, एक्सट्रुडेबिलिटी, स्टॅकेबिलिटी आणि उच्च आसंजन यांची रचना एकाच वेळी केली जाते. बांधकाम क्षेत्रात 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरासाठी सिमेंट-आधारित साहित्य ही एक पूर्व-आवश्यकता आहे. हायड्रेशन प्रक्रिया आणि सिमेंटिशिअस मटेरियलचे rheological गुणधर्म समायोजित करणे हे वरील मुद्रण कार्यप्रदर्शन सुधारण्याचे दोन महत्त्वाचे मार्ग आहेत. सिमेंटिशिअस मटेरियलच्या हायड्रेशन प्रक्रियेचे समायोजन अंमलात आणणे कठीण आहे आणि पाईप अडथळ्यासारख्या समस्या निर्माण करणे सोपे आहे; आणि रिओलॉजिकल गुणधर्मांच्या नियमनासाठी छपाई प्रक्रियेदरम्यान प्रवाहीपणा आणि एक्सट्रूझन मोल्डिंगनंतर संरचनेचा वेग राखणे आवश्यक आहे. सध्याच्या संशोधनात, स्निग्धता सुधारक, खनिज मिश्रण, नॅनोक्ले इ. अनेकदा सिमेंट-आधारित rheological गुणधर्म समायोजित करण्यासाठी वापरले जातात. चांगले मुद्रण कार्यप्रदर्शन साध्य करण्यासाठी साहित्य.

हायड्रॉक्सीप्रोपील मेथिलसेल्युलोज (HPMC) हे एक सामान्य पॉलिमर जाडसर आहे. आण्विक साखळीवरील हायड्रॉक्सिल आणि इथर बंध हायड्रोजन बंधांद्वारे मुक्त पाण्यासह एकत्र केले जाऊ शकतात. काँक्रिटमध्ये त्याचा परिचय करून दिल्यास त्याची एकसंधता प्रभावीपणे सुधारू शकते. आणि पाणी धारणा. सध्या, सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या गुणधर्मांवर एचपीएमसीच्या प्रभावावरील संशोधन बहुतेक तरलता, पाणी धारणा आणि रिओलॉजीवरील परिणामांवर केंद्रित आहे आणि 3D प्रिंटिंग सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या गुणधर्मांवर थोडे संशोधन केले गेले आहे ( जसे की एक्सट्रुडेबिलिटी, स्टॅकेबिलिटी इ.). याव्यतिरिक्त, 3D प्रिंटिंगसाठी एकसमान मानकांच्या अभावामुळे, सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या मुद्रणक्षमतेसाठी मूल्यांकन पद्धत अद्याप स्थापित केलेली नाही. सामग्रीच्या स्टॅकेबिलिटीचे मूल्यमापन लक्षणीय विकृतीसह मुद्रण करण्यायोग्य स्तरांच्या संख्येद्वारे किंवा कमाल छपाई उंचीद्वारे केले जाते. वरील मूल्यमापन पद्धती उच्च व्यक्तिनिष्ठता, खराब सार्वत्रिकता आणि अवजड प्रक्रियेच्या अधीन आहेत. कार्यप्रदर्शन मूल्यमापन पद्धतीमध्ये अभियांत्रिकी अनुप्रयोगामध्ये मोठी क्षमता आणि मूल्य आहे.

या पेपरमध्ये, मोर्टारची छपाईक्षमता सुधारण्यासाठी HPMC चे वेगवेगळे डोस सिमेंट-आधारित सामग्रीमध्ये सादर केले गेले आणि 3D प्रिंटिंग मोर्टार गुणधर्मांवर HPMC डोसच्या प्रभावांचे मुद्रणक्षमता, rheological गुणधर्म आणि यांत्रिक गुणधर्मांचा अभ्यास करून सर्वसमावेशक मूल्यमापन केले गेले. तरलता सारख्या गुणधर्मांवर आधारित मूल्यमापन परिणामांवर आधारित, HPMC च्या इष्टतम रकमेसह मिक्स केलेले मोर्टार मुद्रण पडताळणीसाठी निवडले गेले आणि मुद्रित घटकाच्या संबंधित घटकांची चाचणी घेण्यात आली; नमुन्याच्या सूक्ष्म मॉर्फोलॉजीच्या अभ्यासावर आधारित, मुद्रण सामग्रीच्या कार्यप्रदर्शन उत्क्रांतीची अंतर्गत यंत्रणा शोधली गेली. त्याच वेळी, 3D प्रिंटिंग सिमेंट-आधारित सामग्रीची स्थापना झाली. बांधकाम क्षेत्रात 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरास प्रोत्साहन देण्यासाठी मुद्रण करण्यायोग्य कार्यप्रदर्शनाची सर्वसमावेशक मूल्यमापन पद्धत.