26831

بررسي اثر افزودنيهاي معدني و پليمري بر رفتار جريانيابي خمير رسي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد گرايش سراميك

1398-1401

1401/04/28

دكتر حسين سرپولكي - دكتر سيد امير غفاري

مهندسي مواد و متالورژي

با توجه به اهميت چاپ سهبعدي مواد خصوصاً سراميكها و خانواده رسها، اين پژوهش با هدف تعريف ارتباطي بين رفتار جريانيابي و پلاستيسيته خمير رسي و قابليت پرينتپذيري آن، اثر دو افزودني معدني تريپليفسفات و پليمري پلياكريلات سديم را بررسي و مطالعه كرده است. نتايج نشان داد كه افزودني معدني تريپليفسفات نسبت به افزودني پليمري پلياكريلات سديم در مقادير كم تأثير بيشتر و شديدتري روي روانسازي دارد و روانسازي بيشتري را روي نمونه اعمال ميكند. رفتار جرياني دوغاب رسي در حضور روانسازها از نوع پزودوپلاستيك و تيكسوتروپ بوده كه نمونه حاوي تريپليفسفات (TPP) رفتار تيسكوتروپي بيشتري نسبت به نمونه حاوي پلياكريلات سديم (NaPA) نشان داد. افزودنيها، تريپليفسفات و پلياكريلات سديم توانستند ميزان آب مصرفي براي پرينت در يك فشار ثابت دستگاه را از 34 درصد به ترتيب به 27 و 31 درصد كاهش دهند و محدوده كارپذيري را نيز افزايش دهند كه اين محدوده در آزمون ففركورن براي نمونه TPP بيشتر از نمونه NaPA ميباشد. همچنين افزودنيها با بهبود رفتار جريانيابي، پلاستيسيته نمونهها را افزايش دادند كه پلاستيسيته نمونه TPP به مراتب بيشتر از نمونه NaPA افزايش يافته است. اين افزايش تأثير مستقيمي روي كارپذيري نمونهها در روبوكستينگ داشت كه البته تنها عامل تأثيرگذار نيست و عواملي ديگر نظير تيكسوتروپي و استحكام تر نيز بر كارپذيري و پرينتپذيري نقش دارند. نتايج همچنين نشان داد كه بهترين محدوده پرينتپذيري نمونههاي حاوي افزودني براي پرينت فيلامنتي پيوسته و با كيفيت سطحي بالا در مقايسه با نتايج حاصل از ففركورن در بازه 11/9 تا 14/5 ميليمتر قرار ميگيرد و فشار دستگاه قادر به پرينت نمونههايي با ارتفاع بيشتر از 14/5 ميليمتر نميباشد كه اين نشان ميدهد محدوده كارپذيري در ففركورن و روبوكستينگ متفاوت ميباشد.

1401/05/26

Investigation of the effect of mineral and polymeric additives on the rheological behavior of clay paste

7/19/2023 12:00:00 AM

Considering the importance of 3D printing specifically in Ceramics and clay materials, this thesis with the aim of defining a relationship between the rheological and plasticity behavior of clay pastes and its printability, the effect of two mineral tripolyphosphae and polymeric sodium polyacrylate additives have been studied. The results showed that tripolyhosphate had a greater and more severe effect on plasticizing than sodium polyacrylate additive and applied more plasticizing on the specimen. The flow behavior of clay slurry in the presence of addtives was pseuoplastic and thixotropic which TPP specimen showed more thixotropy behavior than NaPA specimen. Additives, tripolyphosphate and sodiumpolyacrylate were able to reduce the amount of water used for printing at a constant pressure from 34% to 27 and 31%, respectively and also increased the workability range which for TPP specimen is higher than NaPA specimen in pfefferkorn test. The additives also increased the plasticity of the specimens by improving rheological behavior which the plasticity of TPP specimen is increased far more than NaPA specimen. This increase had a direct effect on the specimen’s workability in robocasting, which of course is not the only effective factor and other factors such as thixotropy and green strength also play a role in workability and printability. The results also showed that the best printability range of specimens containing additives for having continuous filaments and high surface quality in printing, lies from 11.9 to 14.5 mm in comparison to the results obtained from pfefferkorn and the pressure of robocast machine was not able to print the specimens with a height of more than 14.5 mm which these results represent that the workability range is different in pfefferkorn and robocacing tests.

چاپ سه بعدي , خمير رسي , جريانيابي , پلاستيسيته , پرينت پذيري

3d printing , clay paste , rheology , plasticity , printability

Nafiseh Kuhestani

Dr.Hossein Sarpoolaky , Dr.Seyed Amir Ghaffari