بهینه سازی خواص فیزیکی مکانیکی رزین‌های پخت نوری برای استفاده در چاپ سه‌بعدی توسط افزودنی‌های میکرو و نانو جهت کاربردهای صنعتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار،پژوهشکده فرآیند، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد، مهندسی صنایع پلیمر، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران ، تهران

چکیده

چاپگرهای سه‌بعدی در دهه اخیر کاربرد گسترده ای در صنعت پیدا کرده اند به نحوی که از آین تکنولوژی گاها به‌عنوان انقلاب چهارم صنعتی یاد می‌شود. استریو لیتوگرافی یکی از قدیمیترین و در عین حال دقیقترین روش‌های مورد استفاده در این صنعت است. علی رغم مطالعات فراوان درزمینهٔ های مختلف تشکیل دهنده این تکنولوژی درزمینهٔ تقویت خواص مکانیکی رزین‌های مورد استفاده در این روش جهت کاربرد به‌عنوان قطعه نهایی و بدون فرآیندهای اضافه پساپخت، به خصوص در چاپگرهای صفحه متحرک به سمت بالا (اغلب پرینترهای رومیزی)، مطالعات کمی شده است. در این مقاله سعی شده با استفاده از افزودن میکرو و نانو ذرات ساده و اصلاح سطح شده کربنات کلسیم به یک رزین صنعتی با همزن مکانیکی خواص فیزیکی مکانیکی آن‌ها تقویت گشته و همزمان محدودیت ها و تاثیرات میزان افزایش ذرات بر سایر خواص مطالعه گردد. مشاهده شد که ویسکوزیته بهینه برای استفاده در این چاپگرها 180تا 300 سانتی پواز میباشد. همچنین مشاهده شد که افزودن ذرات کربنات کلسیم موجب کاهش جمع شدگی حاصل از پخت شده و با افزایش میکرو و نانو ذرات خواص مکانیکی تا 70 درصد بهبود می‌یابد. علاوه بر آن مشاهده شد که انجام فرآیند پسا پخت بر روی نمونه های تهیه شده به این روش حیاتی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of Physical-Mechanical Properties of light cure Resins for use in 3D printing by micro and nano additives for industrial applications

نویسندگان [English]

  • Morteza Behzadnasab 1
  • Motahare Hosseini 2
1 Polymer Processing Faculty, Iran polymer and petrochemical institute, Tehran, Iran.
2 Polymer Processing Faculty, Iran polymer and petrochemical institute, Tehran, Iran.
چکیده [English]

3D printers have become widely used in the industry in the last decade so that this technology is sometimes referred to as the fourth industrial revolution. Stereolithography is one of the oldest and, at the same time, the most accurate method used in this industry. Despite numerous studies in various fields involved in this technology, there is a lack of quantitative studies on strengthening the mechanical properties of resins used in this method for application as the final piece and without post-processing, especially in button-up printers (mainly used in desktop printers). In this paper, the physical and mechanical properties of an industrial grade resin were improved via addition of calcium carbonate micro and nanoparticles, with and without surface modification with a mechanical stirrer, at the same time the limitations and effects of adding this filler on other properties such as printability have been studied. It was found that optimal viscosity for use in these printers is ranged between 180 to 300 centipoise. It was also observed that the addition of calcium carbonate particles reduced the curing induced shrinkage and improved the mechanical properties up to 70% with the increase of micro and nanoparticles. In addition, it was observed that the post-curing process is critical to achieving the optimal properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 3D Printing
  • stereolithography
  • physical & mechanical properties
  • Nanotechnology
  • Surface modification