In gel Abstract3D (3DGP) là m?t c?ng ngh? s?n xu?t m?i t?o ra các thành ph?n 3D b?ng cách l?ng ??ng và t?o keo kim lo?i theo t?ng l?p. ? ?ay, bùn g?c hydroxyetyl methacrylat (HEMA) có t?i r?n 47-56 vol% WC-20Co ???c t?o ra tr?c ti?p b?ng 3DGP và sau ?ó thiêu k?t trong lò chan kh?ng. Bùn WC-20Co th? hi?n tính ch?t ch?y và m?ng khi c?t phù h?p, thu?n l?i cho quá trình t?o hình 3DGP. ?nh h??ng c?a các th?ng s? x? ly 3DGP (nh? ???ng kính trong in và t? l? l?p ??y) ??n ?? nhám b? m?t và ?? chính xác kích th??c c?a ph?i in ?? ???c nghiên c?u. ?nh h??ng c?a t?i tr?ng r?n lên các ??c tính l?u bi?n, m?t ?? thiêu k?t, m?t ?? thiêu k?t và các tính ch?t c? h?c c?a bùn WC-20Co ?? ???c nghiên c?u. K?t qu? cho th?y m?u có th? ???c in v?i hình d?ng ??p, ?? chính xác thích h?p và c?u trúc vi m? ??ng nh?t. Các m?u thiêu k?t có kh? n?ng gi? hình d?ng t?t và c?u trúc vi m? ??ng nh?t. M?t ?? m?u, ?? c?ng và ?? b?n ??t ngang t?t nh?t l?n l??t là 13,55 g / cm3, HRA 87,7 và 2612,8 MPa. 3DGP có l?i th? ??c ?áo trong vi?c t?o hình g?n m?ng c?a các ph?n t? WC-20Co có hình d?ng ph?c t?p. 1. Gi?i thi?u Cacbua xi m?ng WC-Co bao g?m các h?t WC c?ng ???c nhúng trong ma tr?n Co liên t?c và là m?t trong nh?ng v?t li?u t?ng h?p ma tr?n kim lo?i quan tr?ng nh?t. Hi?n nay chúng ???c s? d?ng r?ng r?i làm c?ng c? khoan và c?t, khu?n d?p, b? ph?n mài mòn và các b? ph?n ??c bi?t khác. Do tính d? truy?n c?a các h?t WC, cacbua xi m?ng th??ng ???c s?n xu?t b?ng cách s? d?ng quy trình luy?n kim b?t (PM), trong ?ó x?y ra quá trình thiêu k?t pha l?ng c?a nén b?t WC-Co. ?? ph?c t?p v? hình d?ng c?a s?n ph?m b? h?n ch? nghiêm tr?ng b?i c?u trúc khu?n. Ngoài ra, do tính ch?t c?ng và ?? b?n cao c?a kim lo?i c?ng WC-Co nên r?t khó ?? gia c?ng kim lo?i c?ng WC-Co. Trong nh?ng n?m g?n ?ay, c?ng ngh? s?n xu?t ph? gia (AM) phù h?p ?? s?n xu?t các chi ti?t d?ng g?n l??i và các chi ti?t ph?c t?p ?? ???c phát tri?n và áp d?ng ?? s?n xu?t m?t s? v?t li?u kim lo?i nh? nh? thép kh?ng g?, titan, h?p kim titan và h?p kim nh?m (SLM). ??t cháy kim lo?i tr?c ti?p b?ng laser (DMLS), nung ch?y chùm tia ?i?n t? (EBM), v.v. là nh?ng c?ng ngh? tiêu bi?u và ch? ??o. Thi?t b? ??nh hình m?ng k? thu?t laser (LENS) có th? t?o ra các hình d?ng ph?c t?p và các b? ph?n g?n nh? hoàn toàn dày ??c. Trong các quy trình AM này, b?t kim lo?i ???c phan l?p m?t cách có ch?n l?c b?ng tia laze / tia ?i?n t? t?ng l?p m?t cho ??n khi các b? ph?n ???c ch? t?o. Tuy nhiên, có r?t ít nghiên c?u v? s?n xu?t ph? gia c?a kim lo?i c?ng WC-Co. ??u tiên, cacbua xi m?ng WC-Co bao g?m các h?t WC và v?t li?u ma tr?n Co, và ?i?m nóng ch?y c?a hai v?t li?u r?t khác nhau. Khi nung b?t WC-Co ??n nhi?t ?? nóng ch?y c?a Co, các h?t WC v?n ? tr?ng thái r?n; b?t ti?p t?c ???c làm nóng và Co b?t ??u bay h?i. S? nóng ch?y m?t ph?n s? làm gi?m t? tr?ng c?a s?n ph?m. ?? gi?i quy?t v?n ?? này, m?t s? nhà nghiên c?u ?? c? g?ng thêm m?t s? ch?t k?t dính, ch?ng h?n nh? kim lo?i có nhi?t ?? nóng ch?y th?p. Gu và c?ng s?. B?t Cu và b?t WC-10Co ???c tr?n theo t? l? tr?ng l??ng 60:40, và các m?u có kích th??c 50 mm × 10 mm × 9 mm ???c s?n xu?t b?ng DMLS. Do l??ng Cu l?n nên kh?i l??ng riêng t??ng ??i c?a m?u này ??t 94,3%. Th? hai, các c?ng ngh? nung ch?y l?p b?t này có các yêu c?u nh?t ??nh ??i v?i b?t ???c s? d?ng. Trong quy trình SLM và EBM, b?t kim lo?i truy?n qua các con l?n, trong khi DMLS và LENS th??ng ???c trang b? h? th?ng c?p b?t ??ng b?. ?? có ???c l?p b?t m?ng và ??u, c? hai lo?i th?c ?n b?t ??u yêu c?u b?t m?n và b?t hình c?u, có ?? ch?y t?t. B?t WC-Co có hình d?ng b?t th??ng kh?ng ?áp ?ng các yêu c?u này. Ngoài ra, quá trình làm nóng và làm l?nh b?ng tia laze / tia ?i?n t? (t?c là quá trình thiêu k?t) di?n ra r?t nhanh. Ch? m?t s? h?t WC có th? hòa tan vào pha l?ng. Quá trình thiêu k?t kh?ng hoàn toàn có th? làm gi?m hi?u su?t c?a s?n ph?m. Cu?i cùng, các k? thu?t trên ?òi h?i h? th?ng b?o v? chan kh?ng ho?c khí tr? cao, t?n kém và liên quan ??n quá trình kh? cacbon và bay h?i c?a coban. Bear và c?ng s?. nh?n th?y r?ng kh?ng có ?? carbon t? do trong nguyên li?u th? d?ng b?t ?? bù ??p cho l??ng carbon th?t thoát x?y ra trong quá trình LENS. M?c dù các k? thu?t trên có th? s?n xu?t nhi?u b? ph?n ph?c t?p, chúng có th? kh?ng phù h?p ?? s?n xu?t kim lo?i c?ng WC-Co. ?? gi?i quy?t nh?ng h?n ch? c?a các ph??ng pháp th?ng th??ng và các v?n ?? c?a c?ng ngh? AM nói trên trong s?n xu?t kim lo?i c?ng WC-Co, m?t quy trình AM m?i ???c g?i là In Gel 3D (3DGP) ?? ???c ?? xu?t. 3DGP k?t h?p ép phun gel v?i m? hình l?ng ??ng h?p nh?t (FDM) và có kh? n?ng chuy?n ??i m? hình 3D thành ch?t r?n 3D. Hình 1 (a) cho th?y thi?t b? 3DGP ???c thi?t k? c?a chúng t?i. Hình 1 (b) cho th?y hình ?nh phóng to c?a h? th?ng ?ùn và l?ng ??ng c?a thi?t b?. ??u tiên, m? hình 3D ?? thi?t k? ???c c?t thành m?t lo?t các lát c?t 2D. Sau ?ó, bùn d?ng b?t trong dung d?ch monome h?u c? ???c s? d?ng làm "m?c" và ???c chuy?n ??n máy ?ùn tr?c vít c?a thi?t b? 3D GP d??i áp su?t riêng c?a khí nén. ??ng th?i, ch?t kh?i mào và ch?t xúc tác ???c chuy?n ??n cùng m?t máy ?ùn tr?c vít theo t? l?. Các v?t li?u ???c tr?n k? l??ng và ?ùn qua vòi phun và sau ?ó ???c l?ng ??ng trên n?n t?ng in ?n. Sau m?t th?i gian ng?n, các monome h?u c? ???c liên k?t chéo và b?t r?n ???c gi? c? ??nh b?i m?t polyme liên k?t ngang ba chi?u. B?ng cách này, bùn ???c l?ng ??ng ch?n l?c t?ng l?p, phù h?p v?i t?ng lát c?t 2D ???c xay d?ng tr??c c?a m? hình 3D. Cu?i cùng, m?t c? th? màu xanh lá cay c?u trúc ba chi?u ???c thu ???c. ?? tránh s? s?p ?? c?a màu xanh lá cay trong quá trình in, n?n in v?n ??ng yên và ??u in c?a thi?t b? 3DGP có th? di chuy?n d?c theo các tr?c X, Y và Z, ?i?u này khác v?i thi?t b? FDM th?ng th??ng. T??ng t? nh? các thi?t b? FDM truy?n th?ng, thi?t b? m?i có ?u ?i?m là ?úc linh ho?t, c?u trúc ??n gi?n và ?i?u khi?n chính xác. Sau khi làm kh?, ph?n than màu xanh lá cay ???c t?y d?u m? và thiêu k?t trong lò chan kh?ng ho?c lò khí quy?n. (d) l?ng ??ng các s?i sericin. ?úc Gel ?? ???c s? d?ng ?? s?n xu?t các v?t li?u kim lo?i và ?? g?m khác nhau, ch?ng h?n nh? WC-8 wt%Co, thép kh?ng g? 17-4PH, h?p kim nhi?t ?? cao, Al2O3, Si3N4, SiC, v.v. ?i?u này ch?ng t? r?ng nhi?u lo?i b?t v?t li?u có th? phan tán ?n ??nh và l? l?ng trong dung d?ch monome h?u c?, có ngh?a là 3DGP có ti?m n?ng l?n trong vi?c t?o hình nhi?u v?t li?u bao g?m kim lo?i, h?p kim kim lo?i, v?t li?u t?ng h?p ma tr?n kim lo?i và g?m s?. Nhu c?u hi?n t?i ??i v?i các b? ph?n cacbua ph?c t?p kh?ng ng?ng t?ng lên. WC-20Co là m?t lo?i cacbua xi m?ng ?i?n hình. Trong nghiên c?u này, bùn WC-20Co ???c s? d?ng làm m?c in có th? in ???c và vi?c s?n xu?t ph? gia c?a thành ph?n WC-20Co ?? ???c nghiên c?u b?i 3DGP. M?c ?ích là ?? s?n xu?t các b? ph?n h?p kim WC-20Co có m?t ?? cao, c? tính cao, và nghiên c?u tính kh? thi và tính th?c ti?n c?a 3DGP trong vi?c ??nh hình g?n l??i c?a các b? ph?n h?p kim c?ng WC-Co.2. Chu?n b? 2.1. Ch? ph?m bùn WC-20Co B?t WC th??ng m?i có ???ng kính h?t trung bình là 2,7 μm và b?t Co có ???ng kính h?t trung bình là 46,5 μm ?? ???c s? d?ng trong c?ng vi?c này. Hình 2 (a) và (b) l?n l??t cho th?y s? xu?t hi?n c?a b?t WC và b?t Co. Các nguyên li?u th? này ???c tr?n b?ng cách s? d?ng h?n h?p nghi?n bi có t? l? tr?ng l??ng WC trên Co là 80:20 và bóng cacbua xi m?ng tr?n v?i b?t WC-20Co theo t? l? tr?ng l??ng là 5: 1. Hình 2 (c) cho th?y b?t composite WC-20Co sau khi nghi?n trong 24 gi?. 2 Hình thái c?a v?t li?u b?t: (a) B?t WC, (b) B?t Co và (c) B?t t?ng h?p WC-20Co. ?? ng?n ch?n quá trình oxy hóa(chǎn) c?a coban, các h? th?ng kh?ng ph?i hydrogel ?? ???c thi?t k?. Toluen và hydroxyetyl metacrylat (CH2 = C (CH3) COOCH2CH2OH, HEMA) ???c ch?n làm dung m?i và monome h?u c?. B?ng 1 li?t kê các h? th?ng gel ???c s? d?ng cho bùn WC-20Co B?ng 1. H? th?ng thu?c th? hóa(chǎn) h?c cho bùn WC-20Co. Benzoyl Peroxide (BPO) Dimethyl Aniline (TEMED) Các thu?c th? ???c s? d?ng trong thí nghi?m ??u tinh khi?t v? m?t phan tích. sau ?ó ???c hòa tan trong toluen ? n?ng ?? 50% theo th? tích c?a HEMA ?? chu?n b? ti?n x? ly. h?n h?p. Ti?p theo, bùn v?i các t?i tr?ng r?n khác nhau ???c chu?n b? b?ng cách phan tán b?t WC-20Co vào dung d?ch ?? tr?n s?n. Ch?t phan tán Solsperse-6000 (ICI Co., USA, kh?ng ??c h?i) ???c thêm vào ??ng th?i theo m?t t? l? nh?t ??nh. Nh?ng huy?n phù WC-20Co này sau ?ó ???c nghi?n bóng trong 2 gi? ?? thu ???c m?t lo?i bùn ??ng nh?t. Quy trình in gel 3D Bùn WC-20Co ? trên ???c chuy?n ??n thi?t b? 3D GP d??i áp su?t thích h?p. Ba vòi phun có ???ng kính trong 0,5, 0,6 và 0,7 mm ???c s? d?ng ? ?ay. B?ng 2 li?t kê các ?i?u ki?n in c?a quy trình 3DGP. D?a trên các th?ng s? in này, l?y máy c?t vát làm ví d?, m?t s? m?u hình ch? nh?t ?? ???c chu?n b? và phan tích ?? xác ??nh ?? chính xác và tình tr?ng b? m?t c?a 3DGP. Sau quá trình in gel 3D, ph?n than xanh ???c làm kh? trong lò chan kh?ng ? 60 ° C. trong 8 gi?. Ph?n than màu xanh lá cay kh? ?? ???c kh? d?u m? ? 700 ° C. trong 1 gi? và cu?i cùng ???c thiêu k?t trong lò ?ng carbon chan kh?ng (chan kh?ng <2 Pa) ? 1360 ° C. trong 1 gi?. B?ng 2. ?i?u ki?n in cho 3DGP. t?c ?? in dày1 0,50 mm 0,35 mm 28 mm / s2 0,60 mm 0,45 mm 28 mm / s3 0,70 mm 0,55 mm 28 mm / s2.3. ?? nh?t c?a bùn WC-20Co ???c th? nghi?m b?ng máy ?o ?? nh?t quay NDJ-79 ? 25 ° C. Phan tích nhi?t tr?ng l??ng (TGA) và phan tích nhi?t vi sai (DTA) ???c s? d?ng ?? nghiên c?u s? gi?m tr?ng l??ng nhi?t và ??ng h?c phan h?y c?a ch?t k?t dính h?u c? khi t?c ?? gia nhi?t là 10 ° C / phút d??i dòng argon tinh khi?t cao. Nguyên t?c c?a Archimedes ???c s? d?ng ?? ?o m?t ?? xanh và m?t ?? thiêu k?t. Kính hi?n vi tiêu ?i?m quét laser ???c s? d?ng ?? quan sát ?? nhám b? m?t, hình d?ng và hình thái m?t c?t c?a v?t th? xanh 3DGP. S? xu?t hi?n c?a b?t WC-20Co và c?u trúc vi m? c?a các m?u màu xanh lá cay và m?u thiêu k?t ???c quan sát b?ng kính hi?n vi ?i?n t? quét. ?? c?ng c?a các m?u thiêu k?t ???c ki?m tra b?ng máy ?o ?? c?ng Rockwell có hình nón kim c??ng và t?i tr?ng 60 kg. Th? u?n các m?u th? thiêu k?t ???c c?t thành 5 mm x 5 mm x 35 mm ???c th?c hi?n b?ng máy th? ?a n?ng ?i?n t? v?i t?c ?? t?i 10 mm / phút. M?i b? d? li?u ???c báo cáo d?a trên các thu?c tính thu ???c t? 3 ??n 5 m?u.3. K?t qu? và th?o lu?n 3.1. Hành vi l?u hóa(chǎn) và quy trình t?o gel c?a WC-20Co Slurry Ch?t l??ng c?a bùn ph? thu?c vào hai y?u t? chính: t?i r?n và ?? nh?t. QU? SUNG. 3 cho th?y ?nh h??ng c?a t?i ch?t r?n ??n ?? nh?t c?a bùn WC-20Co ? t?c ?? c?t 20 s ?1. ?? nh?t c?a bùn t?ng lên khi ch?t r?n. Kh?ng gi?ng nh? các yêu c?u v? ?? nh?t c?a khu?n phun gel (th??ng <1 Pa · s), ?? nh?t cao h?n (có ngh?a là hàm l??ng ch?t r?n cao h?n) có th? ???c s? d?ng trong quy trình 3DGP. Keo dán 3DGP kh?ng c?n ph?i ?? ??y khu?n mà ch? c?n có ?? l?u ??ng nh?t ??nh (th??ng <3 Pa · s) ?? có th? ?ùn qua vòi phun. Tuy nhiên, ?? nh?t quá m?c có th? c?n tr? quá trình ?ùn c?a WC-20Co. Ví d?, m?t lo?i bùn có hàm l??ng ch?t r?n là 59 vol% quá nh?t ?? ???c ép ?ùn. Trong nghiên c?u này, b?n lo?i bùn WC-20Co ch?u t?i r?n khác nhau ?? ???c in tr?c ti?p b?ng 3DGP: 47, 50, 53 và 56 vol%. Bùn 20Co th? hi?n ??c tính ch?t l?ng gi? d?o. Nh? th? hi?n trong Hình 4, khi t?c ?? c?t t?ng, ?? nh?t c?a bùn WC-20Co gi?m ?áng k?, cho th?y hành vi c?t m?ng. ?i?u này cho th?y r?ng bùn WC-20Co có th? ch?y v?i t?c ?? c?t cao do áp su?t kh?ng khí và s? khu?y ??ng, và có th? ???c ?ùn ? m?t áp su?t c? th? th?ng qua m?t vòi phun có ???ng kính nh?. Khi bùn ???c ép ?ùn và l?c c?t bi?n m?t, các s?i bùn s? duy trì hình d?ng c?a chúng thay vì lan r?ng trong th?i gian nhàn r?i ng?n tr??c khi ??ng ??c. ??c tính pha lo?ng c?t này r?t thu?n l?i cho vi?c ?ùn và l?ng ??ng bùn WC-20Co trong quy trình 3DGP Hình 4. M?i quan h? gi?a ?? nh?t bi?u ki?n và t?c ?? c?t ??i v?i bùn WC-20Co. (TEMED) và ch?t kh?i ??u benzoyl peroxide (BPO) và s? kh?i ??u c?a quá trình gel hóa(chǎn) (trùng h?p liên k?t ngang). T?i ?u hóa(chǎn) th?i gian r?nh là ?i?m chính c?a 3DGP. Trong th?i gian kh?ng t?i chính xác, tr?c vít c?a h? th?ng ?ùn có th? khu?y m?nh bùn WC-20Co, ch?t xúc tác và ch?t kh?i mào, và ??m b?o r?ng quá trình trùng h?p liên k?t ngang c?a monome HEMA x?y ra nhanh chóng sau khi ?ùn và l?ng ??ng bùn. Tr??c khi in l?p ti?p theo, l?p trát tr??c c?n có ?? c??ng ?? ?? than l?c gi? ???c hình d?ng và ch?u ???c s?c n?ng c?a b?n than. Ph?n ?ng trùng h?p liên k?t ngang c?a HEMA là m?t ph?n ?ng t?a nhi?t, vì v?y các d?ng c? tùy ch?nh có nhi?t k? ???c s? d?ng ?? giúp xác ??nh th?i gian kh?ng t?i. Trong c?ng trình tr??c ?ay c?a chúng t?i, chúng t?i ?? tìm th?y tác ??ng ?áng k? ??n t?c ?? ph?n ?ng c?a ch?t xúc tác TEMED, n?ng ?? TEMED là 10 mmol / L ph?n ?ng liên k?t chéo x?y ra khi ?n ??nh. Kh?ng gi?ng nh? hi?u qu? ?áng chú y c?a ch?t xúc tác, vi?c t?i ?u hóa(chǎn) th?i gian nhàn r?i và t?c ?? trùng h?p b?ng cách ?i?u ch?nh n?ng ?? c?a ch?t kh?i mào s? thu?n ti?n h?n. Sau khi ???c thêm vào bùn WC-20Co, ch?t kh?i ??u BPO s? phan h?y thành các g?c t? do, b?t ??u thành c?ng ph?n ?ng trùng h?p. Hình 5 cho th?y ?nh h??ng c?a n?ng ?? ch?t kh?i mào ??n th?i gian ch?t c?a bùn WC-20Co v?i hàm l??ng ch?t r?n là 56% theo th? tích. K?t qu? cho th?y r?ng ?? k?t dính c?a bùn WC-20Co có th? ki?m soát ???c. Th?i gian kh?ng ho?t ??ng gi?m khi n?ng ?? ch?t kh?i mào t?ng lên. Khi n?ng ?? ch?t kh?i mào là 40 mmol / L, th?i gian kh?ng t?i là> 20 phút. Tuy nhiên, khi n?ng ?? ch?t kh?i mào t?ng lên 70 mmol / L, th?i gian nhàn r?i gi?m xu?ng còn kho?ng 5 phút. Khi n?ng ?? v??t quá 100 mmol / L, th?i gian tác ??ng kh?ng t?i t?i thi?u. Các m? hình t??ng t? áp d?ng cho các lo?i bùn có hàm l??ng ch?t r?n khác nhau. Theo k?t qu? c?a các thí nghi?m l?p ?i l?p l?i trình bày ch?t kh?i mào (90 mmol / L) c?a li?u l??ng t?i ?u. Trong kho?ng th?i gian kh?ng t?i t?i ?u này (kho?ng 2 phút), bùn WC-20Co ???c tr?n v?i m?t l??ng ch?t xúc tác và ch?t kh?i mào nh?t ??nh trong máy ?ùn tr?c vít và sau ?ó ?ùn qua vòi phun và cu?i cùng ?óng r?n trong 20 giay. 5 ?nh h??ng c?a n?ng ?? ch?t kh?i t?o ??n th?i gian tr?ng c?a bùn WC-20Co3.2. ??c ?i?m c?a Than xanh: Bùn WC-20Co ???c ?ùn qua m?t vòi phun th?ng th??ng và do hi?u ?ng Barus (gi?n n? ?ùn), ???ng kính c?a s?i bùn l?n h?n m?t chút so v?i ???ng kính bên trong c?a vòi phun. Nh? th? hi?n trong Hình 1 (c), sau khi s?i bùn ???c l?ng ??ng trên n?n in, tr?ng l?c, ??c tính l?u bi?n và ti?p xúc nh? c?a nó v?i vòi phun s? tr? thành hình bán elip, nh? trong Hình 1 (c). B?ng cách ki?m soát th?i gian nhàn r?i, l?p dán in có th? ???c ?óng r?n nhanh chóng và ?? ch?c ch?n tr??c khi l?p ti?p theo ???c ép ?ùn. Hình 1 (d) là s? ?? c?a quá trình l?ng ??ng 3DGP. Các s?i bùn WC-20Co ???c x?p ch?ng lên nhau và l?p ti?p theo s? l?p ??y kho?ng tr?ng c?a l?p tr??c. Do hi?u ?ng Barus ?? nói ? trên, c?n ph?i ch?n t? l? l?p ??y chính xác. ?nh h??ng c?a t? l? l?p ??y ???c th? hi?n trong Hình 6. Ba m?u t? l? l?p ??y khác nhau ???c in b?ng vòi phun 0,7 mm và h? WC-20Co v?i ch?t r?n 56 vol%. Khi t? l? l?p ??y là 100%, bùn WC-20Co s? ?óng thành ??ng, bi?n d?ng và sau ?ó làm h?ng hình d?ng c?a s?n ph?m. M?t khác, nh? th? hi?n trong c?u trúc m?ng tinh th? ???c hi?n th? trong hình. 6 (a), t? l? l?p ??y th?p d?n ??n m?t ?? than xanh th?p. V?i t? l? l?p ??y 92%, th? xanh hình thành t?t. T? l? l?p ??y thích h?p ???c l?a ch?n d?a trên các ??c tính l?u bi?n c?a bùn và kích th??c vòi phun. ?? dày c?a l?p l?ng ??ng và cu?i cùng xác ??nh ?? nhám b? m?t và ?? chính xác v? kích th??c c?a than xanh. ?? minh h?a ?i?u này, m?t s? m?u ???c 3DGP th?c hi?n b?ng cách s? d?ng các vòi phun có ???ng kính khác nhau và bùn WC-20Co v?i t?i tr?ng 56 vol% ch?t r?n. ?? dày l?p, ?? nhám b? m?t, hình d?ng và kích th??c c?a chúng ???c ?o ?? tính toán ?? chính xác t?o hình 3DGP. ?? dày l?p và ?? nhám b? m?t c?a các m?u in ???c nghiên c?u b?ng kính hi?n vi quét laser ??ng tiêu. QU? SUNG. 7 là hình chi?u bên c?a ph?n than màu xanh l?c do 3DGP thu ???c b?ng cách s? d?ng ba vòi phun có ???ng kính trong là 0,5, 0,6 và 0,7 mm. ?i?u này cho th?y r?ng các s?i bùn duy trì hình d?ng c?a chúng và ?óng r?n trong th?i gian, v?i s? liên k?t t?t gi?a các l?p. B?ng 3 cho th?y ?? dày l?p, ?? nhám b? m?t và kích th??c c?a ph?n than màu xanh lá cay ???c in. K?t qu? ?o ?? dày l?p (t??ng ?ng là 0,355 mm, 0,447 mm và 0,552 mm) phù h?p v?i cài ??t c?a 3DGP ???c th? hi?n trong B?ng 2. Khi ???ng kính vòi phun t?ng lên, ?? nhám b? m?t c?a m?u in t?ng lên. Khi m?t m?u có hình ch? nh?t song song ???c in b?ng vòi phun có ???ng kính trong là 0,5 mm, ?? nhám b? m?t (Ra) là 8,13 ± 0,6 μm thu ???c. Khi t?ng ???ng kính trong c?a vòi phun lên 0,7 mm, m?u có ?? nhám b? m?t (Ra) cao t?i 19,98 ± 0,9 μm. Nh? có th? th?y t? B?ng 3, t?t c? các kho?ng tr?ng ???c in này l?n h?n m?t chút so v?i m? hình ba chi?u, nh?ng nh? h?n m?t chút trong quá trình làm kh? và do ?ó g?n v?i m? hình h?n. Hình 8 cho th?y m?t m?u hình ch? nh?t ?? ???c làm kh? ???c in b?ng vòi phun 0,5 mm và bùn WC-20Co có t?i ch?t r?n 56 vol%. Nh? th? hi?n trong Hình 8 (b), b? m?t c?a m?u 3DGP-bulit kh?ng có l? r?ng, m?nh v?n và khuy?t t?t cong vênh r? ràng. Các v?t in dòng v?n còn nhìn th?y trên b? m?t c?a m?u hình kh?i. K?t qu? cho th?y thi?t b? 3DGP có kh? n?ng t?o hình t?t, và vi?c s? d?ng các vòi phun nh? ?? chu?n b? m?u s? t?o ra ?? nhám b? m?t th?p h?n và ?? chính xác v? kích th??c cao h?n. Hình 8 (e) cho th?y m?t c?t c?a m?t m?u kh? màu xanh l?c có ?? phóng ??i th?p. Kh?ng có giao di?n gi?a l?p in và các dòng bên trong m?u màu xanh lá cay. M?c dù mi?ng dán WC-Co ???c in t?ng l?p m?t nh?ng ??c tính th?m ??t và dàn tr?i c?a mi?ng dán t?t, t? l? l?p ??y phù h?p nên day và l?p có ?? bám dính tuy?t v?i. Ngoài ra, s? trùng h?p liên k?t ngang c?a HEMA v?n x?y ra t?i các giao di?n này trong các b??c in và s?y kh? và s? liên k?t ch?t ch? c?a các day và các l?p. T? ?nh SEM (Hình 8 (f)), có th? th?y r?ng m?u màu xanh lá cay có c?u trúc vi m? ??ng nh?t và các h?t WC-Co phan b? ??ng ??u. H?n n?a, các h?t ???c bao ph? ch?t ch? b?i polyme gel và c? ??nh t?i ch?. Vòi phun 0,7mm.B?ng 3. ?? dày l?p, ?? nhám b? m?t và kích th??c c?a than xanh nh? in và kích th??c c?a than xanh kh?. (M? hình 3D là 40 mm × 20 mm × 20 mm.) Hình. 8. M?u hình kh?i ???c in b?ng 3DGP s? d?ng vòi phun 0,5 mm và bùn WC-20Co v?i t?i r?n 56 vol%: (a) m? hình ba chi?u, (b) than màu xanh lá cay kh?, (c) m?u thiêu k?t, (e) hình ch? th?p ph?n than xanh kh? d??i ?? phóng ??i th?p, và (f) c?u trúc vi m? c?a than xanh kh?. Ch?t r?n ?nh h??ng ??n m?t ?? c?a than xanh. Nh? trong hình. 9, khi ch?n vòi phun thích h?p và ch?n t? l? l?p ??y thích h?p, m?t ?? màu xanh lá cay s? t?ng lên khi t?i tr?ng r?n c?a bùn t?ng lên. ? t?i ch?t r?n 56 vol%, kh?i l??ng riêng c?a màu xanh l?c là 7,85 g / cm3. Vi?c s? d?ng bùn có hàm l??ng ch?t r?n cao t?o ?i?u ki?n thu?n l?i cho vi?c s?n xu?t các ch?t nén màu xanh lá cay m?t ?? cao và gi?m s? co ngót trong quá trình s?y và thiêu k?t, t?o ?i?u ki?n thu?n l?i cho vi?c thu ???c các b? ph?n thiêu k?t ??ng nh?t và có ?? chính xác cao. Trong ti?n ?? c?a ?? nh?t h?p ly, c?n ph?i t?ng t?i tr?ng r?n càng nhi?u càng t?t Hình 9. M?t ?? xanh và m?t ?? thiêu k?t c?a các m?u 3D GP v?i các t?i r?n WC-20Co khác nhau.3.3. M?u thiêu k?t Quá trình 3DGP d?a trên s? trùng h?p t?i ch? c?a ch?t k?t dính monome h?u c? và FDM. Tr??c khi thiêu k?t, polyme gel màu xanh lá cay (ch?t k?t dính h?u c?) s? b? phan h?y và cháy h?t. ?? kh?o sát ??ng h?c phan h?y nhi?t c?a ch?t k?t dính h?u c?, các m?u màu xanh lá cay ???c in b?ng cách s? d?ng bùn WC-20Co ? t?i tr?ng 56 vol% ch?t r?n ?? ???c th? nghi?m b?ng TG và DTA trong m?i tr??ng argon ch?y ? t?c ?? gia nhi?t 10 ° C / phút. . Nh? trong Hình 10, m?u màu xanh lá cay thu nhi?t do s? bay h?i c?a toluen và tr? nên nh? h?n ? nhi?t ?? th?p (<100 ° C). ???ng cong DTA cho th?y m?t s? t?a nhi?t m?nh ? kho?ng 450 ° C. T??ng ?ng v?i ??nh t?a nhi?t, ph?n than màu xanh l?c cho th?y s? gi?m tr?ng l??ng ?áng k? trong kho?ng t? 300 ° C ??n 500 ° C. Khi ?un nóng ??n 600 ° C, m?u màu xanh l?c b? m?t 3,08 wt%. Theo tính toán, hàm l??ng h?u c? c?a m?u xanh kh? là 3,02% theo tr?ng l??ng. Khi nhi?t ?? cao h?n 600 ° C, tr?ng l??ng c?a than xanh h?u nh? kh?ng thay ??i. K?t qu? cho th?y gel polyme màu xanh lá cay b? ??t cháy hoàn toàn sau khi ?un nóng ??n kho?ng 600 ° C. Do hàm l??ng ch?t k?t dính h?u c? th?p, các m?u màu xanh lá cay in 3DGP ch? yêu c?u t?y d?u m? b?ng nhi?t. 3DGP có th? t?o thành các thành ph?n kích th??c l?n. M?u WC-20Co ???c ? ? 700 ° C. trong m?t gi? có tính ??n ?? tr? nhi?t ?? c?a lò. Trong b? l? ph?c. 8 (c), có th? quan sát r? ràng r?ng ?? co ngót c?a m?u s?n xu?t 3DGP là ??ng nh?t trong quá trình thiêu k?t. M?u thiêu k?t duy trì hình d?ng c?a nó mà kh?ng b? cong vênh và kh?ng có khuy?t t?t trên b? m?t. Hình 10. ???ng cong DTA và ???ng cong TG c?a m?u 3DGP v?i t?c ?? gia nhi?t 10 ° C / phút. M?u 3DGP t?ng lên. C?ng gi?ng nh? d? li?u m?t ?? trong Fig. 9, m?t m?u ???c in b?ng cách s? d?ng bùn WC-20Co v?i t?i tr?ng ch?t r?n là 56 vol.-% cho th?y m?t ?? t?i ?a là 13,55 g / cm3, ??t 99,93% c?a m?t ?? ly thuy?t. Tuy nhiên, khi gi?m kh?i l??ng ch?t r?n xu?ng 47% theo th? tích, m?t ?? thiêu k?t ch? còn 12,01 g / cm 3 (88,58% m?t ?? ly thuy?t). ?nh h??ng c?a ch?t t?i r?n c?ng ???c ph?n ánh trong c?u trúc vi m? c?a m?u thiêu k?t. ? t?i tr?ng r?n lên ??n 56% theo th? tích, hình ?nh SEM (Hình 11 (a)) cho th?y m?t m?u thiêu k?t v?i m?t ?? g?n nh? hoàn toàn mà kh?ng quan sát th?y v?t n?t ho?c kho?ng tr?ng. Khi hàm l??ng ch?t r?n th?p, hay nói cách khác, hàm l??ng dung m?i và hàm l??ng ch?t k?t dính h?u c? cao, s? bay h?i c?a dung m?i và s? cháy ch?t k?t dính h?u c? gay ra nhi?u kho?ng tr?ng, c?n tr? quá trình c? ??c. QU? SUNG. 11 (b) cho th?y r?ng khi kh?i l??ng r?n c?a bùn WC-20Co gi?m xu?ng còn 53% theo th? tích, có m?t s? l? nh? trên m?u thiêu k?t. M?t s? l??ng l?n các kho?ng tr?ng có th? ???c quan sát trong Fig. 11 (c) minh h?a c?u trúc vi m? c?a m?u ???c in b?ng bùn WC-20Co v?i kh?i l??ng ch?t r?n là 50% theo th? tích. Nh? trong hình. 11 (d), ngày càng nhi?u l? xu?t hi?n khi t?i tr?ng r?n càng gi?m. Kh?ng có ?? pha l?ng trong quá trình t?y d?u m? và thiêu k?t ?? l?p ??y các l? r?ng do dung m?i và ch?t k?t dính h?u c? ?? l?i. ?i?u này d?n ??n m?t ?? th?p và m?t s? l??ng l?n kho?ng tr?ng trong các m?u ???c in b?ng cách s? d?ng dán WC-20Co v?i t?i ch?t r?n là 47% theo th? tích. Hình 11. (a) 56 vol%, (b) 53 vol%, (c) 50 vol%, và (d) 47 vol% WC-20Co bùn qua ?nh SEM in 3DGP c?a m?u thiêu k?t. Hình 12 cho th?y s? thay ??i ?? c?ng c?a các m?u thiêu k?t nh? m?t hàm c?a t?i tr?ng r?n d?ng bùn WC-20Co. ? ch?t r?n t?i 47% theo th? tích, ?? c?ng (HRA) ch? là 84,5. Hàm l??ng ch?t r?n th?p d?n ??n m?t ?? thiêu k?t th?p (?? x?p cao), làm gi?m ?áng k? các tính ch?t c? h?c c?a m?u. Khi ch?t t?i r?n t?ng lên, ?? c?ng t?ng lên ?áng k?. Các m?u ???c in b?ng cách s? d?ng bùn WC-20Co có t?i ch?t r?n 56 vol% có ?? c?ng t?i ?a (HRA) là 87,7. Hình 12. Giá tr? ?? c?ng c?a các m?u thiêu k?t v?i các t?i r?n WC-20Co khác nhau. m?u thiêu k?t. Nh? th? hi?n trong Hình 13, ?? b?n u?n c?a m?u ???c quan sát th?y t?ng lên khi t?ng t?i ch?t r?n. S? xu?t hi?n v?t g?y và c?u trúc vi m? c?a m?u (Hình 14) c?ng xác nh?n ?i?u này. Nh? ???c hi?n th? trong các hình. 14 (b), (c) và (d), m?u có ?? b?n u?n r?t th?p và có nhi?u l? do t?i tr?ng r?n th?p 53%, 50% và 47% theo th? tích. M?c dù có các l? r?ng nh?ng có th? th?y các h?t WC phan b? ??ng ??u và kh?ng x?y ra hi?n t??ng phát tri?n b?t th??ng. Các m?u ???c ch? t?o v?i bùn có hàm l??ng WC-20Co cao (56 vol%) có ?? b?n ??t ngang là 2612,8 MPa Hình 13. ?? b?n u?n c?a các m?u thiêu k?t v?i các t?i r?n WC-20Co khác nhau. Hình 14. Các m?u ??t g?y c?a các m?u WC-20Co ???c in s? d?ng bùn v?i các t?i r?n khác nhau: (a) 56 vol%, (b) 53 vol%, (c) 50 vol% và (d) 47 vol%. ° C. Thiêu k?t co rút ??u. Do ?ó, phay vát có kh? n?ng gi? hình d?ng t?t. Các tính ch?t c? h?c c?a các m?u in 3DGP t??ng t? nh? các tính ch?t c? h?c c?a các m?u ???c ch? t?o b?ng k? thu?t in và k? thu?t thiêu k?t th?ng th??ng. 3DGP là m?t quá trình t?o hình g?n l??i tiên ti?n có th? t?o ra các hình d?ng ph?c t?p mà kh?ng c?n khu?n (t?o hình t? do). Các ???ng in có th? ???c xem trên b? m?t vát. Các b? ph?n do 3DGP ch? t?o c?n ???c ?ánh bóng và hoàn thi?n tr??c khi s? d?ng. T?c ?? ?úc c?a 3DGP v?n còn r?t ch?m. M?t 2 gi? 46 phút ?? in phay vát. Là m?t quá trình kh?ng ?úc khu?n, 3DGP kh?c ph?c nh?ng h?n ch? c?a các hình d?ng ph?c t?p và ??n gi?n hóa(chǎn) quy trình. V?i s? phát tri?n c?a c?ng ngh? và thi?t b?, ?? chính xác t?o hình và t?c ?? t?o hình s? d?n t?ng lên. 3DGP cung c?p m?t ph??ng pháp m?i ?? t?o hình g?n nh? ròng cho các thành ph?n kim lo?i c?ng WC-Co. Hình 15. Máy c?t vát ???c in b?ng 3DGP.4. Thành ph?n t?ng h?p WC-20Co ?? ???c s?n xu?t thành c?ng ? d?ng g?n l??i b?ng quy trình AM m?i ???c g?i là in gel 3D, giúp l?ng ??ng ch?n l?c t?ng l?p bùn WC-20Co. Các k?t lu?n sau có th? ???c rút ra: (1) Các lo?i bùn có ??c tính l?u bi?n thích h?p có th? ???c ?i?u ch? b?ng cách s? d?ng b?t composite WC-20Co có hình d?ng b?t th??ng và h? th?ng gel toluen-HEMA. Hành vi c?t m?ng và ph?n ?ng t?o keo ???c ki?m soát làm cho bùn WC-20Co phù h?p v?i quy trình 3DGP. (2) 3DGP có th? ???c s? d?ng ?? t?o ra các than xanh ph?c t?p. Vi?c s? d?ng ??u phun t?t giúp c?i thi?n ?? chính xác t?o hình c?a 3DGP và gi?m ?? nhám b? m?t c?a m?u. T? l? ?óng gói nên ???c l?a ch?n d?a trên tính ch?t l?u bi?n c?a bùn và kích th??c vòi phun. M?u in có hình th?c ??p và ?? nhám b? m?t 8,13 ± 0,6 μm. Hàm l??ng ch?t k?t dính th?p c?a greenware cho phép 3DGP t?o ra các thành ph?n có kích th??c l?n. (3) Vi?c t?ng t?i r?n c?a bùn WC-20Co d?n ??n c?i thi?n ?? nh?t c?a bùn, m?t ?? xanh, m?t ?? thiêu k?t và các ??c tính c? h?c c?a m?u thiêu k?t. M?u thiêu k?t ???c in b?ng bùn 56 vol% WC-20Co có m?t ?? 13,55 g / cm 3 (99,93% m?t ?? ly thuy?t), ?? c?ng 87,7 (HRA) và ?? b?n u?n 2612,8 MPa. Ngoài ra, c?u trúc vi m? ??ng nh?t v?i các h?t WC m?n và ??ng nh?t. Tham kh?o: Xin yue Zhang, Zhi, meng Guo, Cun guang Chen, Wei wei Yang. T?p chí qu?c t? v? kim lo?i ch?u l?a và v?t li?u c?ng, T?p 70, tháng 1 n?m 2018, Trang 215-223
Ngu?n: Meeyou cacbua