在《华尔街日报》最近发表的一篇文章加法制造,研究人员讨论了地质聚合物的效用和粘结剂喷射的加法制造无机组件。
研究:加法制造无机组件使用地质聚合物和粘结剂喷射。图片来源:伊万Volchek / Shutterstock.com
背景
加法制造(AM),通常被称为3 d打印技术,研究了用于各种各样的目的。关键问题是维护与控制几何结构和低低迷,同时避免新印制的结构由于重量的崩溃之前印刷层的设置。地质聚合物(GP)是目前广泛应用于各种科学和技术领域。
粉床3 d打印技术先进,打印机现在可以生产大部分企业集团构建块或砂铸造模具,让这种技术被认为是为各种不同的应用程序。
然而,粘结剂材料优化的研究还少见,许多成功的程序来处理小尺寸零件不再是可行的。获得适合创建的粉粉床,它必须有良好的流动性,打印机可以沉积一层均匀的粒子不发展macro-defects。欧洲杯猜球平台
关于这项研究
在这项研究中,作者创建prism-shaped地质聚合物组件通过使用大容量粘结剂喷射打印机。该方法包括两个部分。首先是一个高度碱性溶液发射到包含聚合物粉末床沙颗粒,和纯粹的偏高岭土活性固体组件或偏高岭土+速凝水泥粉床中。欧洲杯猜球平台造粒的方法被用来制造可接受,没有缺陷的粉层和适当放电从料斗喂层粉末成形设备。
团队执行提出了大规模的实验,商用粉床3 d打印机,可以产生巨大的格式对象。粘结剂喷射是用于生产结构元素的地质聚合物通过可持续发展和清洁生产的低的公司2排放、自然资源利用和能源效率。
研究人员发明了一种造粒技术,允许他们与合理的流动性产生原料,由砂颗粒覆盖的必要数量的偏高岭土。造粒过程被用来允许将更高比例的偏高岭土(可)30 wt. %粉床。
打印偏高岭土的主要目标是不使用水泥、和大多数的测试和结果使用纯GP前兆系统。原料全部采用偏高岭土和砂,以及一个包含少量的商业迅速凝水泥粉混合,进行评估。
观察
所有的3 d印刷样本防水,没有显著差异的强度经过七天的接触水。七和28天的存储后,增加的数量偏高岭土从23到30 wt. %导致强度增加了255%和228%,分别。
样品生产大量的偏高岭土的23岁和30 wt. %,分别增加存储时间从7到28天导致增加27日和13 wt. %的力量。粉床的残余孔隙度印刷之前52 vol. % 23 mk - 77 -砂混合物和50 vol. % 30 mk - 70 -砂混合物,分别。
碱性溶液,泻入颗粒有效地互动与生成的偏高岭土粒子和地质聚合物。欧洲杯猜球平台即使30 vol. %残余孔隙度、印刷地质聚合物部分包含30 wt. %偏高岭土有20 MPa,抗压强度和抗压强度无显著差异离开印刷后发现部分被淹没在水里一个星期。
此外,使用偏高岭土的砂颗粒在造粒过程中确保催化剂溶液进入接触偏高岭土第一,使地质聚合物粘合剂的发展欧洲杯猜球平台矩阵。偏高岭土在砂颗粒的均匀分布,连续薄膜的形式,允许良好的互动与碱性溶液。欧洲杯猜球平台
研究结果证实,从粉床产生的样本只包含偏高岭土有相同的打印精度和分辨率产生包含水泥、粉床上相应的可证实高反应活性的颗粒准备协助制作高分辨率的地质聚合物凝胶部分不使用水泥。
结论
总之,本研究采用粘结剂喷射,利用geo-polymerization过程发生在偏高岭土与碱性溶液反应。结果表明,3 d印刷地质聚合物碎片可能是由反应可出现在粉床。造粒偏高岭土和砂允许大量的30 wt. %罚款和反应性偏高岭土颗粒引入到粉床上,保持原料流动性在料斗排出,使没有缺陷粉层建立在印刷。欧洲杯猜球平台
偏高岭土量的增加和年龄的3 d打印地质聚合物成分导致了相当大的增加抗压和抗弯强度以及单一的微观结构。的速凝水泥粉床没有影响部分的印刷精度或力量。淹没在水中的部分一个星期后,没有发现显著变化强度,表明创建的配方可以在户外使用或需要水交互的应用程序。
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源
曾,H。Gobbin F。Picicco, M。,等。加法制造无机组件使用地质聚合物和粘结剂喷射。加法制造102909 (2022)。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214860422003062
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