基于直角测试的陶3D打印参数的优化
Shuo Wang1, Yongsheng Xiang2, Hui Feng1
1College of Science, Institute of Agricultural Resources Chemistry and Application, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China.
ACS omega
|April 15, 2024
概括
这项研究开发了一种针对直接墨水写作 (DIW) 3D打印的优化粉墨水,在打印的粉载体中实现了增强的机械强度和特定表面积.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 陶对于各种工业应用至关重要.
- 开发先进的制造技术,如直接墨水写作 (DIW),对于制造复杂的结构至关重要.
- 优化油墨配方和打印参数是实现所需材料性能的关键.
研究的目的:
- 为DIW 3D打印准备一种基于伪胺的粉墨水,具有有利的质特性.
- 调查墨水配方对可打印性和质特性的影响.
- 优化DIW 3D打印参数,以提高样品的性能,包括特定的表面积,孔隙特性和辐射压缩强度.
主要方法:
- 使用伪贝米特,酸和塞斯巴尼亚粉末制备墨水.
- 对9种油墨配方进行了评估,以提高可打印性和风湿性.
- 使用DIW 3D打印与优化的油墨 (Ink3) 制造样.
- 使用布鲁纳尔-埃梅特-泰勒 (BET),X射线衍射 (XRD),里埃变换红外光谱学 (FTIR) 和扫描电子显微镜 (SEM) 进行印刷样品的表征.
- 实验设计 (DOE) 使用三因素,三级直角测试来优化打印参数 (填充比,喷嘴直径,层厚).
主要成果:
- Ink3,含有5%重量%的酸和5%重量%的芝麻粉,证明了最佳的可塑性.
- 优化的DIW 3D打印参数 (80%的填充比率,0.6毫米喷嘴直径,0.3毫米层厚度) 产生了具有48.07±9.53N/mm的辐射压缩强度的样.
- 经过优化样本的特定表面积为185.7315 m2/g.
- 分析确定了印刷参数对辐射粉碎强度和孔隙结构的初级和二级影响.
结论:
- 一种稳定且可打印的粉墨水已成功开发用于DIW 3D打印.
- 确定了最佳的DIW 3D打印参数,以生产具有更好的机械性能和表面积的承载物.
- 这项研究提供了通过DIW 3D打印技术制造含载体的基本理解.
