3D പ്രിൻ്റിംഗ് മോർട്ടറിൻ്റെ ഗുണങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രോക്സിപ്രൊപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസിൻ്റെ പ്രഭാവം

3D പ്രിൻ്റിംഗ് മോർട്ടറിൻ്റെ പ്രിൻ്റബിലിറ്റി, റിയോളജിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഹൈഡ്രോക്‌സിപ്രോപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസിൻ്റെ (HPMC) വിവിധ ഡോസേജുകളുടെ സ്വാധീനം പഠിച്ചുകൊണ്ട്, HPMC-യുടെ ഉചിതമായ അളവ് ചർച്ച ചെയ്യുകയും അതിൻ്റെ സ്വാധീന സംവിധാനം സൂക്ഷ്മ രൂപഘടനയുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. HPMC യുടെ ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് മോർട്ടറിൻ്റെ ദ്രവ്യത കുറയുന്നതായി ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, അതായത് HPMC യുടെ ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് എക്സ്ട്രൂഡബിലിറ്റി കുറയുന്നു, എന്നാൽ ദ്രാവകം നിലനിർത്താനുള്ള കഴിവ് മെച്ചപ്പെടുന്നു. എക്സ്ട്രൂഡബിലിറ്റി; എച്ച്‌പിഎംസി ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ആകൃതി നിലനിർത്തൽ നിരക്കും സ്വയം-ഭാരത്തിന് കീഴിലുള്ള നുഴഞ്ഞുകയറ്റ പ്രതിരോധവും ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു, അതായത്, എച്ച്പിഎംസി ഉള്ളടക്കത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവ്, സ്റ്റാക്കബിലിറ്റി മെച്ചപ്പെടുകയും പ്രിൻ്റിംഗ് സമയം നീണ്ടുനിൽക്കുകയും ചെയ്യുന്നു; റിയോളജിയുടെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, HPMC യുടെ ഉള്ളടക്കത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവോടെ, സ്ലറിയുടെ പ്രത്യക്ഷമായ വിസ്കോസിറ്റി, വിളവ് സമ്മർദ്ദം, പ്ലാസ്റ്റിക് വിസ്കോസിറ്റി എന്നിവ ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുകയും സ്റ്റാക്കബിലിറ്റി മെച്ചപ്പെടുകയും ചെയ്തു; എച്ച്പിഎംസിയുടെ ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് തിക്സോട്രോപ്പി ആദ്യം വർദ്ധിക്കുകയും പിന്നീട് കുറയുകയും ചെയ്തു, അച്ചടിക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുകയും ചെയ്തു; HPMC യുടെ ഉള്ളടക്കം വളരെ ഉയർന്നത് മോർട്ടാർ സുഷിരം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമാകും, ശക്തി HPMC യുടെ ഉള്ളടക്കം 0.20% കവിയാൻ പാടില്ല എന്ന് ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.

സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, 3D പ്രിൻ്റിംഗ് ("അഡിറ്റീവ് മാനുഫാക്ചറിംഗ്" എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു) സാങ്കേതികവിദ്യ അതിവേഗം വികസിച്ചു, കൂടാതെ ബയോ എഞ്ചിനീയറിംഗ്, എയ്‌റോസ്‌പേസ്, ആർട്ടിസ്റ്റിക് സൃഷ്‌ടി തുടങ്ങിയ നിരവധി മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. 3D പ്രിൻ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പൂപ്പൽ രഹിതമായ പ്രക്രിയ മെറ്റീരിയലുകൾ വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ ഘടനാപരമായ രൂപകൽപ്പനയുടെ വഴക്കവും അതിൻ്റെ ഓട്ടോമേറ്റഡ് നിർമ്മാണ രീതിയും മനുഷ്യശക്തിയെ വളരെയധികം ലാഭിക്കുക മാത്രമല്ല, വിവിധ കഠിനമായ ചുറ്റുപാടുകളിൽ നിർമ്മാണ പദ്ധതികൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. 3D പ്രിൻ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും നിർമ്മാണ മേഖലയുടെയും സംയോജനം നൂതനവും പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നതുമാണ്. നിലവിൽ, സിമൻ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾ 3D പ്രിൻ്റിംഗിൻ്റെ പ്രതിനിധി പ്രക്രിയയാണ് എക്സ്ട്രൂഷൻ സ്റ്റാക്കിംഗ് പ്രക്രിയ (കോണ്ടൂർ പ്രോസസ് കോണ്ടൂർ ക്രാഫ്റ്റിംഗ് ഉൾപ്പെടെ), കോൺക്രീറ്റ് പ്രിൻ്റിംഗ്, പൗഡർ ബോണ്ടിംഗ് പ്രക്രിയ (ഡി-ഷേപ്പ് പ്രോസസ്). അവയിൽ, എക്സ്ട്രൂഷൻ സ്റ്റാക്കിംഗ് പ്രക്രിയയ്ക്ക് പരമ്പരാഗത കോൺക്രീറ്റ് മോൾഡിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ നിന്നുള്ള ചെറിയ വ്യത്യാസം, വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള ഘടകങ്ങളുടെ ഉയർന്ന സാധ്യത, നിർമ്മാണ ചെലവ് എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. സിമൻ്റ് അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ 3D പ്രിൻ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ നിലവിലെ ഗവേഷണ ഹോട്ട്‌സ്‌പോട്ടുകളായി താഴ്ന്ന നേട്ടം മാറിയിരിക്കുന്നു.

3D പ്രിൻ്റിംഗിനായി "മഷി സാമഗ്രികൾ" ആയി ഉപയോഗിക്കുന്ന സിമൻറ് അധിഷ്ഠിത മെറ്റീരിയലുകൾക്ക്, അവയുടെ പ്രകടന ആവശ്യകതകൾ പൊതുവായ സിമൻറ് അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്: ഒരു വശത്ത്, പുതുതായി മിക്സഡ് സിമൻ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കളുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമതയ്ക്ക് ചില ആവശ്യകതകൾ ഉണ്ട്, കൂടാതെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയ്ക്ക് മിനുസമാർന്ന എക്സ്ട്രൂഷൻ്റെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റേണ്ടതുണ്ട്, മറുവശത്ത്, എക്സ്ട്രൂഡഡ് സിമൻ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മെറ്റീരിയൽ അടുക്കിവയ്ക്കേണ്ടതുണ്ട്, അതായത്, അതിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ അത് തകരുകയോ രൂപഭേദം വരുത്തുകയോ ചെയ്യില്ല. സ്വന്തം ഭാരവും മുകളിലെ പാളിയുടെ മർദ്ദവും. കൂടാതെ, 3D പ്രിൻ്റിംഗിൻ്റെ ലാമിനേഷൻ പ്രക്രിയ പാളികൾക്കിടയിലുള്ള പാളികൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇൻ്റർലേയർ ഇൻ്റർഫേസ് ഏരിയയുടെ നല്ല മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കാൻ, 3D പ്രിൻ്റിംഗ് നിർമ്മാണ സാമഗ്രികൾക്കും നല്ല അഡീഷൻ ഉണ്ടായിരിക്കണം. ചുരുക്കത്തിൽ, എക്സ്ട്രൂഡബിലിറ്റി, സ്റ്റാക്കബിലിറ്റി, ഉയർന്ന അഡീഷൻ എന്നിവയുടെ രൂപകൽപ്പന ഒരേ സമയം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നു. നിർമ്മാണ മേഖലയിൽ 3D പ്രിൻ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള മുൻവ്യവസ്ഥകളിലൊന്നാണ് സിമൻ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കൾ. മേൽപ്പറഞ്ഞ പ്രിൻ്റിംഗ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള രണ്ട് പ്രധാന വഴികളാണ് സിമൻ്റീഷ്യസ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ജലാംശം പ്രക്രിയയും റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളും ക്രമീകരിക്കുന്നത്. സിമൻറിറ്റി വസ്തുക്കളുടെ ജലാംശം പ്രക്രിയയുടെ ക്രമീകരണം ഇത് നടപ്പിലാക്കാൻ പ്രയാസമാണ്, പൈപ്പ് തടസ്സം പോലുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ്; കൂടാതെ റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ നിയന്ത്രണത്തിന് പ്രിൻ്റിംഗ് പ്രക്രിയയിലെ ദ്രവ്യതയും എക്സ്ട്രൂഷൻ മോൾഡിംഗിന് ശേഷമുള്ള ഘടനാ വേഗതയും നിലനിർത്തേണ്ടതുണ്ട്. നിലവിലെ ഗവേഷണത്തിൽ, വിസ്കോസിറ്റി മോഡിഫയറുകൾ, മിനറൽ അഡ്‌മിക്‌ചറുകൾ, നാനോക്ലേകൾ മുതലായവ സിമൻ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ക്രമീകരിക്കാൻ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. മികച്ച പ്രിൻ്റിംഗ് പ്രകടനം നേടുന്നതിനുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾ.

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് (HPMC) ഒരു സാധാരണ പോളിമർ കട്ടിയാക്കലാണ്. തന്മാത്രാ ശൃംഖലയിലെ ഹൈഡ്രോക്‌സിൽ, ഈതർ ബോണ്ടുകൾ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ വഴി സ്വതന്ത്ര ജലവുമായി സംയോജിപ്പിക്കാം. കോൺക്രീറ്റിലേക്ക് ഇത് അവതരിപ്പിക്കുന്നത് അതിൻ്റെ ഏകീകരണം ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്തും. ഒപ്പം വെള്ളം നിലനിർത്തലും. നിലവിൽ, സിമൻ്റ് അധിഷ്‌ഠിത വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങളിൽ HPMC യുടെ സ്വാധീനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം കൂടുതലും ദ്രവ്യത, ജലം നിലനിർത്തൽ, റിയോളജി എന്നിവയിൽ അതിൻ്റെ സ്വാധീനത്തെ കേന്ദ്രീകരിച്ചാണ്, കൂടാതെ 3D പ്രിൻ്റിംഗ് സിമൻ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ച് വളരെക്കുറച്ച് ഗവേഷണം നടന്നിട്ടില്ല ( എക്സ്ട്രൂഡബിലിറ്റി, സ്റ്റാക്കബിലിറ്റി മുതലായവ). കൂടാതെ, 3D പ്രിൻ്റിംഗിനുള്ള ഏകീകൃത മാനദണ്ഡങ്ങളുടെ അഭാവം മൂലം, സിമൻ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വസ്തുക്കളുടെ പ്രിൻ്റ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള മൂല്യനിർണ്ണയ രീതി ഇതുവരെ സ്ഥാപിച്ചിട്ടില്ല. മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സ്റ്റാക്കബിലിറ്റി വിലയിരുത്തുന്നത് കാര്യമായ രൂപഭേദം അല്ലെങ്കിൽ പരമാവധി പ്രിൻ്റിംഗ് ഉയരമുള്ള പ്രിൻ്റ് ചെയ്യാവുന്ന പാളികളുടെ എണ്ണം അനുസരിച്ചാണ്. മേൽപ്പറഞ്ഞ മൂല്യനിർണ്ണയ രീതികൾ ഉയർന്ന ആത്മനിഷ്ഠത, മോശം സാർവത്രികത, ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള പ്രക്രിയ എന്നിവയ്ക്ക് വിധേയമാണ്. എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനിൽ പ്രകടന മൂല്യനിർണ്ണയ രീതിക്ക് വലിയ സാധ്യതയും മൂല്യവുമുണ്ട്.

ഈ പേപ്പറിൽ, മോർട്ടാറിൻ്റെ പ്രിൻ്റബിലിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി എച്ച്പിഎംസിയുടെ വിവിധ ഡോസേജുകൾ സിമൻ്റ് അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളിൽ അവതരിപ്പിച്ചു, കൂടാതെ 3D പ്രിൻ്റിംഗ് മോർട്ടാർ പ്രോപ്പർട്ടികൾക്കുള്ള HPMC ഡോസേജിൻ്റെ സ്വാധീനം പ്രിൻ്റബിലിറ്റി, റിയോളജിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ പഠിച്ച് സമഗ്രമായി വിലയിരുത്തി. ദ്രവ്യത പോലുള്ള ഗുണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, മൂല്യനിർണ്ണയ ഫലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, എച്ച്പിഎംസിയുടെ ഒപ്റ്റിമൽ തുക കലർന്ന മോർട്ടാർ അച്ചടി പരിശോധനയ്ക്കായി തിരഞ്ഞെടുത്തു, കൂടാതെ അച്ചടിച്ച എൻ്റിറ്റിയുടെ പ്രസക്തമായ പാരാമീറ്ററുകൾ പരീക്ഷിച്ചു; സാമ്പിളിൻ്റെ മൈക്രോസ്കോപ്പിക് മോർഫോളജിയുടെ പഠനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, പ്രിൻ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ പ്രകടന പരിണാമത്തിൻ്റെ ആന്തരിക സംവിധാനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തു. അതേ സമയം, 3D പ്രിൻ്റിംഗ് സിമൻ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മെറ്റീരിയൽ സ്ഥാപിച്ചു. നിർമ്മാണ മേഖലയിൽ 3D പ്രിൻ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രയോഗം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനായി അച്ചടിക്കാവുന്ന പ്രകടനത്തിൻ്റെ സമഗ്രമായ വിലയിരുത്തൽ രീതി.