6603

6603

بررسي عوامل موثر بر چاپ سيليس ذوبي با فرآيند استريوليتوگرافي

كارشناسي

سراميك

1398

دكتر حسين سرپولكي - دكتر سيد امير غفاري

1398/09/21

مواد و متالورژي

Investigation of the Effective Parameters on Printing Amorphous Silica by Stereolithography Process

سيليس ذوبي يا آمورف، با چگالي g/cm3 2/2 و نقطه‌ي نرم‌شوندگي بيش از C1000، به دليل خواص فيزيكي، شيميايي و حرارتي شگفت‌انگيزي مانند شفافيت قابل‌توجه در برابر امواج الكترومغناطيس، مقاومت شيميايي خوب، ضريب انبساط حرارتي بسيار پايين و در نتيجه مقاومت عالي به شوك حرارتي، به ماده‌اي بسيار پركاربرد در صنايع بدل گشته‌است. با اين‌حال، روش‌هاي متداول شكل‌دهي اين ماده، با اشكالاتي از جمله غير يكنواخت بودن چگالي و شكل قطعه‌ي نهايي مواجه هستند و در كاربردهايي مانند ماهيچه‌هاي ريخته‌گري كه نياز به شكل‌دهي دقيق و ظريف سيليس ذوبي دارند، اين روش‌ها، ناكارآمد خواهند بود. شكل‌دهي سراميك‌ها و از جمله سيليس ذوبي به كمك ساخت افزايشي يا به اصطلاح عاميانه‌تر، «چاپ سه‌بعدي»، راهكاري براي حل اين معضل است كه به‌تازگي و در سال‌هاي اخير، توجه محققان را به خود جلب نموده ‌است. درميان اين روش‌ها، روش استريوليتوگرافي، روشي است مبتني بر بسپارش نوري رزين‌هاي نور-واكنش‌پذير، كه مي‌تواند قطعاتي با ظرافت و دقت ابعادي بسيار بالا توليد نمايد. در اين پژوهش، سوسپانسيون‌هاي نور-واكنش‌پذير حاوي سيليس ذوبي، آماده سازي و به‌وسيله‌ي روش استريوليتوگرافي، چاپ شدند. با تغيير روش اختلاط پودر و رزين از همگن‌ساز مكانيكي به اختلاط به كمك جارميل، بيشينه‌ي جزء وزني پودر در سوسپانسيون واكنش‌پذير، از 40 درصد به 60 درصد افزايش يافت؛ سپس رويكرد دستگاه چاپ، تغيير داده شد و روش اختلاط به‌وسيله‌ي التراسونيك، جايگزين جارميل گرديد. نتيجه‌ي اين تغييرات، افزايش ميزان پودر قابل بارگذاري در رزين، تا 65 درصد وزني و چاپ قطعات با كيفيت هندسي نسبتا مناسب بود. سپس دو رژيم حرارتي متفاوت جهت چسب‌زدايي و زينتر قطعات چاپ شده اعمال شد. نتايج نشان‌داد كه رژيم شماره‌ي دو، كه در آن دما به طور ناگهاني از C800 به C1250رسيده است، عليرغم ناقص بودن پيشرفت زينتر و به هم نپيوستن ذرات، با جلوگيري از تبلور، ساختار فازي مطلوب را ايجاد نموده است. واژه‌هاي كليدي: سيليس ذوبي، ساخت افزايشي، استريوليتوگرافي، بسپارش نوري، پردازش نوري ديجيتال