3D પ્રિન્ટીંગ મોર્ટારના ગુણધર્મો પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝની અસર

3D પ્રિન્ટીંગ મોર્ટારની છાપવાની ક્ષમતા, રેયોલોજિકલ ગુણધર્મો અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ (HPMC) ના વિવિધ ડોઝની અસરનો અભ્યાસ કરીને, HPMC ના યોગ્ય ડોઝની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી, અને તેના પ્રભાવની પદ્ધતિનું માઇક્રોસ્કોપિક મોર્ફોલોજી સાથે મળીને વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. પરિણામો દર્શાવે છે કે HPMC ની સામગ્રીના વધારા સાથે મોર્ટારની પ્રવાહીતા ઘટે છે, એટલે કે HPMC ની સામગ્રીના વધારા સાથે બહાર નીકળવાની ક્ષમતા ઘટે છે, પરંતુ પ્રવાહીતા જાળવી રાખવાની ક્ષમતા સુધરે છે. એક્સ્ટ્રુડેબિલિટી; આકાર જાળવી રાખવાનો દર અને સ્વ-વજન હેઠળ ઘૂંસપેંઠ પ્રતિકાર HPMC સામગ્રીના વધારા સાથે નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, એટલે કે, HPMC સામગ્રીના વધારા સાથે, સ્ટેકબિલિટી સુધરે છે અને પ્રિન્ટિંગ સમય લંબાય છે; રિઓલોજીના દૃષ્ટિકોણથી, HPMC ની સામગ્રીના વધારા સાથે, સ્લરીની સ્પષ્ટ સ્નિગ્ધતા, ઉપજ તણાવ અને પ્લાસ્ટિકની સ્નિગ્ધતામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે, અને સ્ટેકેબિલિટીમાં સુધારો થયો છે; થિક્સોટ્રોપી પહેલા વધી અને પછી HPMC ની સામગ્રીના વધારા સાથે ઘટાડો થયો, અને છાપવાની ક્ષમતામાં સુધારો થયો; HPMC ની સામગ્રી ખૂબ વધારે વધી જવાથી મોર્ટાર છિદ્રાળુતામાં વધારો થશે અને મજબૂતાઈ એ ભલામણ કરવામાં આવે છે કે HPMC ની સામગ્રી 0.20% થી વધુ ન હોવી જોઈએ.

તાજેતરના વર્ષોમાં, 3D પ્રિન્ટીંગ (જેને "એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ટેકનોલોજીનો ઝડપથી વિકાસ થયો છે અને તેનો ઉપયોગ બાયોએન્જિનિયરિંગ, એરોસ્પેસ અને કલાત્મક સર્જન જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. 3D પ્રિન્ટીંગ ટેક્નોલૉજીની મોલ્ડ-ફ્રી પ્રક્રિયાએ સામગ્રીમાં ઘણો સુધારો કર્યો છે અને માળખાકીય ડિઝાઇનની લવચીકતા અને તેની સ્વચાલિત બાંધકામ પદ્ધતિ માત્ર માનવશક્તિને મોટા પ્રમાણમાં બચાવે છે, પરંતુ વિવિધ કઠોર વાતાવરણમાં બાંધકામ પ્રોજેક્ટ્સ માટે પણ યોગ્ય છે. 3D પ્રિન્ટીંગ ટેકનોલોજી અને બાંધકામ ક્ષેત્રનું સંયોજન નવીન અને આશાસ્પદ છે. હાલમાં, સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રી 3D પ્રિન્ટીંગની પ્રતિનિધિ પ્રક્રિયા એ એક્સ્ટ્રુઝન સ્ટેકીંગ પ્રક્રિયા (કોન્ટૂર પ્રક્રિયા કોન્ટૂર ક્રાફ્ટિંગ સહિત) અને કોંક્રિટ પ્રિન્ટીંગ અને પાવડર બોન્ડિંગ પ્રક્રિયા (ડી-આકાર પ્રક્રિયા) છે. તેમાંથી, એક્સ્ટ્રુઝન સ્ટેકીંગ પ્રક્રિયામાં પરંપરાગત કોંક્રિટ મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયાથી નાના તફાવત, મોટા કદના ઘટકોની ઉચ્ચ શક્યતા અને બાંધકામ ખર્ચના ફાયદા છે. સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીની 3D પ્રિન્ટીંગ ટેક્નોલૉજીના વર્તમાન સંશોધનના હોટસ્પોટ બની ગયા છે.

3D પ્રિન્ટીંગ માટે "શાહી સામગ્રી" તરીકે વપરાતી સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીઓ માટે, તેમની કામગીરીની જરૂરિયાતો સામાન્ય સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીઓ કરતાં અલગ છે: એક તરફ, તાજી મિશ્રિત સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીની કાર્યક્ષમતા માટે ચોક્કસ જરૂરિયાતો છે, અને બાંધકામ પ્રક્રિયાને સરળ એક્સટ્રુઝનની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવાની જરૂર છે, બીજી બાજુ, એક્સ્ટ્રુડ સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રી સ્ટેકેબલ હોવી જરૂરી છે, એટલે કે, તે નહીં તેના પોતાના વજનની ક્રિયા અને ઉપલા સ્તરના દબાણ હેઠળ નોંધપાત્ર રીતે પતન અથવા વિકૃત. વધુમાં, 3D પ્રિન્ટિંગની લેમિનેશન પ્રક્રિયા સ્તરો વચ્ચે સ્તરો બનાવે છે ઇન્ટરલેયર ઇન્ટરફેસ વિસ્તારના સારા યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, 3D પ્રિન્ટીંગ બિલ્ડિંગ મટિરિયલ્સમાં પણ સારી સંલગ્નતા હોવી જોઈએ. સારાંશમાં, એક્સ્ટ્રુડેબિલિટી, સ્ટેકબિલિટી અને ઉચ્ચ સંલગ્નતાની ડિઝાઇન એક જ સમયે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. બાંધકામના ક્ષેત્રમાં 3D પ્રિન્ટીંગ ટેક્નોલોજીના ઉપયોગ માટે સિમેન્ટ આધારિત સામગ્રી એ એક પૂર્વજરૂરીયાતો છે. હાઇડ્રેશન પ્રક્રિયાને સમાયોજિત કરવી અને સિમેન્ટિટિયસ સામગ્રીના રિઓલોજિકલ ગુણધર્મો ઉપરોક્ત પ્રિન્ટિંગ કામગીરીને સુધારવા માટેના બે મહત્વપૂર્ણ માર્ગો છે. સિમેન્ટિટિયસ સામગ્રીની હાઇડ્રેશન પ્રક્રિયાનું ગોઠવણ તે અમલમાં મૂકવું મુશ્કેલ છે, અને પાઇપ અવરોધ જેવી સમસ્યાઓ ઊભી કરવી સરળ છે; અને રેયોલોજિકલ પ્રોપર્ટીઝના નિયમન માટે પ્રિન્ટીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ફ્લુડિટી અને એક્સટ્રુઝન મોલ્ડિંગ પછી સ્ટ્રક્ચરિંગ સ્પીડ જાળવવાની જરૂર છે. વર્તમાન સંશોધનમાં, સ્નિગ્ધતા સંશોધકો, ખનિજ મિશ્રણો, નેનોક્લે વગેરેનો ઉપયોગ સિમેન્ટ-આધારિતના રિઓલોજિકલ ગુણધર્મોને સમાયોજિત કરવા માટે થાય છે. સારી પ્રિન્ટીંગ કામગીરી હાંસલ કરવા માટે સામગ્રી.

હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ (HPMC) એ સામાન્ય પોલિમર જાડું છે. પરમાણુ સાંકળ પરના હાઇડ્રોક્સિલ અને ઇથર બોન્ડને હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા મુક્ત પાણી સાથે જોડી શકાય છે. તેને કોંક્રિટમાં દાખલ કરવાથી અસરકારક રીતે તેની સુસંગતતા સુધારી શકાય છે. અને પાણીની જાળવણી. હાલમાં, સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીના ગુણધર્મો પર એચપીએમસીની અસર પર સંશોધન મોટે ભાગે તેની પ્રવાહીતા, પાણીની જાળવણી અને રિઓલોજી પરની અસર પર કેન્દ્રિત છે, અને 3D પ્રિન્ટીંગ સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીના ગુણધર્મો પર થોડું સંશોધન કરવામાં આવ્યું છે ( જેમ કે એક્સ્ટ્રુડેબિલિટી, સ્ટેકબિલિટી વગેરે). વધુમાં, 3D પ્રિન્ટિંગ માટે સમાન ધોરણોના અભાવને કારણે, સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીની છાપવાની ક્ષમતા માટે મૂલ્યાંકન પદ્ધતિ હજુ સુધી સ્થાપિત થઈ નથી. સામગ્રીની સ્ટેકેબિલિટીનું મૂલ્યાંકન નોંધપાત્ર વિરૂપતા અથવા મહત્તમ પ્રિન્ટિંગ ઊંચાઈ સાથે છાપવા યોગ્ય સ્તરોની સંખ્યા દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઉપરોક્ત મૂલ્યાંકન પદ્ધતિઓ ઉચ્ચ વ્યક્તિત્વ, નબળી સાર્વત્રિકતા અને બોજારૂપ પ્રક્રિયાને આધીન છે. પ્રદર્શન મૂલ્યાંકન પદ્ધતિમાં એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશનમાં મોટી સંભાવના અને મૂલ્ય છે.

આ પેપરમાં, મોર્ટારની છાપવાની ક્ષમતાને સુધારવા માટે સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીમાં HPMC ના વિવિધ ડોઝ રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા, અને 3D પ્રિન્ટિંગ મોર્ટાર ગુણધર્મો પર HPMC ડોઝની અસરોનું પ્રિન્ટબિલિટી, રેયોલોજિકલ ગુણધર્મો અને યાંત્રિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરીને વ્યાપકપણે મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. મૂલ્યાંકન પરિણામોના આધારે પ્રવાહીતા જેવા ગુણધર્મોના આધારે, એચપીએમસીની શ્રેષ્ઠ રકમ સાથે મિશ્રિત મોર્ટારને છાપવાની ચકાસણી માટે પસંદ કરવામાં આવ્યો હતો, અને પ્રિન્ટેડ એન્ટિટીના સંબંધિત પરિમાણોનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું; નમૂનાના માઇક્રોસ્કોપિક મોર્ફોલોજીના અભ્યાસના આધારે, પ્રિન્ટીંગ સામગ્રીના પ્રદર્શન ઉત્ક્રાંતિની આંતરિક પદ્ધતિની શોધ કરવામાં આવી હતી. તે જ સમયે, 3D પ્રિન્ટીંગ સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી. બાંધકામના ક્ષેત્રમાં 3D પ્રિન્ટીંગ ટેક્નોલોજીના ઉપયોગને પ્રોત્સાહન આપવા માટે છાપવા યોગ્ય કામગીરીની વ્યાપક મૂલ્યાંકન પદ્ધતિ.