אוניברסיטת Aveiro והמכון לחומרים Aveiro פיתחו את השילוב של סיבי במבוק ו-ABS. באמצעות תהליך תגובה דו-שלבי, הצוות הצליח ליצור חומר ביו-מרוכב חדש לגמרי המאפשר להם להתאים במדויק את ההידרופוביות וההידרופוביות של בסיס הבמבוק. צפיפות ומסה תרמית. לאחר השלמת הניסוח, המדענים פרסו את החומרים שלהם לדוגמאות המודפסות בתלת-ממד ומצאו שהתהליך לא "יהרוס את צורתו", ולמעשה יש לו "אפקט חיזוק" על חלקים שנוצרו.

תרשים סכמטי של תהליך השינוי הכימי של סיבי במבוק על ידי הצוות. תמונה ממגזין פולימר.

חוט במילוי אורגני

בהתחשב ביתרונות הפוטנציאליים, המכאניים והקיימות של שימוש בחומרי מילוי טבעיים לשיפור חומרי הדפסה תלת מימדית (כגון ABS), נערך כיום מחקר רב כיצד ניתן להשיג מטרה זו בצורה הטובה ביותר. בעבר, מרכיבים צמחיים כמו אורז, קוקוס או קנבוס שימשו לייצור חומרים מרוכבים ניסיוניים, אך בעבר הוכח שקשה להשיג חומר מילוי טוב ומטריצה.

מצידו, הבמבוק גדל כיום ב-21 מדינות, מה שהופך אותו למצרך עשיר ולעתים קרובות משמש בבנייה וייצור מקומיים של חפצי בית. עם זאת, מטבעם, סיבי במבוק הינם הידרופיליים, בעוד שהמטריקס הפולימרי הוא הידרופובי, ולכן נדרשים מספר שלבים כימיים כדי לשלבם בחומרים הניתנים להדפסה בתלת מימד.

במחקרים קודמים, חוקרים הוכיחו שכאשר סיבי במבוק משולבים עם פוליפרופילן (PP) ליצירת שרף מחוזק, סיבי במבוק שונה יכולים לשפר את עמידות המים ואת התכונות המכניות שלו. לכן, הצוות הפורטוגזי קיבל השראה מקודמיהם ופיתח שיטה דומה למרות השימוש בבמבוק לייצור חוטי FDM.

צור ביו-קומפוזיט במבוק

על מנת לגבש חומרים ביו-מרוכבים חדשים, מדענים השתמשו בדי-איזוציאנאט כדי לשנות דגימות במבוק ומצאו כי הוא הפחית את ההידרופיליות של סיבי במבוק וגביר את הזיקה שלהם למטריצת הפולימר. לאחר העיבוד, החומר המתקבל נשטף, מיובש ומערבב עם ABS בריכוז של 5%, ולאחר מכן מוחלף לתוך חוטים שניתן להדפיס בתלת מימד.

לפני פריסת החומר שלהם, החוקרים השתמשו בניתוח SEM כדי להעריך את ההשפעה של תהליך הניסוח שלהם ומצאו שהוא הסיר כל זיהומי סיבים, אם כי על חשבון צפיפות מסוימת. בנוסף, בהשוואה לחוטים העשויים מסיבים לא מטופלים, הצוות ראה שהחומר המותאם שלהם "מציג משטח חלק יותר", ומגדיל את הפוטנציאל שלו ליישומים סופיים.

כדי לבדוק את יכולת העיבוד של החומר שלהם, הצוות המשיך להשתמש במדפסת התלת-ממד Anycubic Chiron כדי להוציא אותו לסט של דוגמאות בצורת משוט. מעניין, נמצא שהדפסה עם סיבים מטופלים הפחיתה את היציבות התרמית שלהם, אם כי החוקרים ציינו שטמפרטורת הפירוק שלהם הייתה גבוהה יותר מטמפרטורת העיבוד שלהם, כך שהדבר לא השפיע על יציבות המודל שלהם.

הדמיה נוספת של דגימות הסיבים המטופלות הראתה גם שהן הגדילו את מודול יאנג והפחיתו את ההתארכות בשבירה, מה שמשקף את הנוקשות המוגברת שלהן. בהתבסס על תוצאות אלו, הצוות משער כי השיטה שלהם מוכיחה לא רק לשלב במבוק בפולימרים הניתנים להדפסה, אלא גם להתאים אותם באופן שמספק להם תכונות מועילות.

התוצאות שלנו אישרו כי יכולת העיבוד של החומר המרוכב לא הושפעה. הצוות הגיע למסקנה במאמרם כי השימוש בחומרי מילוי מטופלים גם הפחית את צפיפות החומר מבלי לאבד את תכונותיו המכניות. למעשה, הסיבים המטופלים משפרים את הביצועים של דגימות מודפסות בתלת מימד, מה שמוכיח את היתרונות של טיפול כימי.

מגמות מתפתחות של הדפסת עץ

ככל שתעשיית ההדפסה התלת מימדית הרחבה יותר ממשיכה לחפש חלופות חדשות ידידותיות לסביבה לחוטי פולימר, החוקרים פונים יותר ויותר לחומרי עץ כתשובה. רק בשנה שעברה, צוות מאוניברסיטת פרייבורג שילב ליגנין אורגני וכימיקלים תאית כדי ליצור סוג חדש של פולימר ביו-סינטטי הניתן להדפסה בתלת מימד.

מדענים במכון הפדרלי הגרמני למחקר ובדיקות חומרים השתמשו בשיטות עץ דומות כדי להפוך טרמיטים ופסולת חרקים משעממת לחומרים שלהם. בשילוב קמח עץ עם צואה של בעלי חיים קטנים, הצליח הצוות לייצר חומר גלם לכלכלה מעגלית שיכול לייצר מבנה בעל דיוק גבוה.

ברמה המסחרית יותר, Desktop Metal השיקה במאי 2021 גם את חברת הבת שלה Forust, המותג המוקדש לחלקים מבוססי עץ מודבקים. תהליך הייצור של החברה תואם למוצרי לוואי מתקדמים של פסולת מתעשיית העץ והתעשיית הנייר, לאחר ערבובם עם שרף אפוקסי ליצירת חומרים הניתנים להדפסה בתלת מימד.

קישור למאמר זה:הדפסת 3D חלקים בעלי חוזק גבוה יותר

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

פח, בריליום, פלדת פחמן, מגנזיום, הדפסת תלת מימד, דיוק עיבוד CNC שירותים לציוד כבד, בנייה, חקלאות ותעשיות הידראוליות. מתאים לפלסטיק ונדיר עיבוד סגסוגות. זה יכול להפוך חלקים בקוטר של עד 15.7 אינץ'. תהליכים כוללים עיבוד שבבי שוויצרי,שפשוף, חריטה, כרסום, משעמם והשחלה. הוא מספק גם ליטוש מתכת, צביעה, שחיקה משטח ו פיר שירותי יישור. טווח הייצור (כולל אלומיניום למות הליהוק ו יציקות למות אבץ) הוא עד 50,000 חתיכות. מתאים לבורג, צימוד, מֵסַב, משאבה, ציודבית קופסה, מייבש תוף והזנה סיבובית שסתום applications.PTJ תתכנן איתך אסטרטגיה כדי לספק את השירותים המשתלמים ביותר כדי לעזור לך להגיע ליעד שלך, ברוכים הבאים ליצור איתנו קשר ( sales@pintejin.com ) ישירות לפרויקט החדש שלך.