U krajoliku 3D ispisa koji se neprestano razvija, potraga za poboljšanjem mogućnosti ispisa i postizanjem visokokvalitetnih ispisa dovela je do istraživanja različitih aditiva. Jedan takav aditiv koji je pokazao značajan potencijal je granulirana polianionska celuloza. Kao vodeći dobavljač granulirane polianionske celuloze, uzbuđen sam što mogu istražiti kako ovaj izvanredni materijal utječe na mogućnost ispisa materijala za 3D ispis.
Razumijevanje granulirane polianionske celuloze
Granulirana polianionska celuloza je polimer topiv u vodi dobiven iz celuloze. Široko se koristi u raznim industrijama zbog svojih izvrsnih svojstava zgušnjavanja, stabilizacije i suspendiranja. U kontekstu 3D ispisa, ta se svojstva mogu iskoristiti za optimiziranje ponašanja materijala za ispis.
Jedinstvena molekularna struktura granulirane polianionske celuloze daje joj mogućnost da u otopini formira trodimenzionalnu mrežu. Kada se doda materijalima za 3D ispis, ova mreža može utjecati na reološka svojstva materijala, koja su ključna za mogućnost ispisa.
Reološki učinci na mogućnost ispisa
Reologija je proučavanje tečenja i deformacije materijala. U 3D ispisu, reološka svojstva materijala za ispis određuju kako će se on ponašati tijekom ekstruzije, taloženja i skrućivanja.
Modifikacija viskoznosti
Jedan od primarnih načina na koji granulirana polianionska celuloza utječe na mogućnost ispisa je modificiranje viskoznosti materijala za 3D ispis. Viskoznost je mjera otpora fluida protoku. U 3D ispisu, materijal s preniskom viskoznošću može nekontrolirano teći tijekom ekstruzije, što dovodi do lošeg zadržavanja oblika i nedostatka preciznosti. S druge strane, materijal previsoke viskoznosti može biti teško istisnuti, što rezultira začepljenim mlaznicama i nedosljednim otiscima.
Granulirana polianionska celuloza može povećati viskoznost tiskarskog materijala na kontrolirani način. Podešavanjem koncentracije aditiva možemo fino podesiti viskoznost na optimalnu razinu. Na primjer, u procesu 3D ispisa koji se temelji na filamentu, malo veća viskoznost može pomoći filamentu da zadrži svoj oblik nakon ekstruzije, smanjujući šanse za spuštanje ili širenje.
NudimoBrzo dispergirana polianionska celuloza PAC LViBrzo dispergirana polianionska celuloza PAC HV, koji se mogu odabrati prema specifičnim zahtjevima viskoznosti različitih materijala za 3D ispis. PAC LV je prikladan za primjene gdje je potrebno relativno niže povećanje viskoznosti, dok PAC HV može pružiti veće povećanje viskoznosti za materijale koji zahtijevaju značajnije zgušnjavanje.
Smicanje - ponašanje stanjivanja
Još jedno važno reološko svojstvo na koje utječe granulirana polianionska celuloza je smicanje - stanjivanje. Smicanje - stanjivanje znači da se viskoznost materijala smanjuje pod smičnim naprezanjem. U 3D ispisu, posmično naprezanje se primjenjuje tijekom ekstruzije kroz mlaznicu. Materijal koji se razrjeđuje smicanjem je idealan jer može lako teći kroz usku mlaznicu pod velikim naprezanjem smicanja tijekom ekstruzije, ali zatim brzo povrati svoju viskoznost nakon što se nanese na platformu za izradu.
Granulirana polianionska celuloza daje karakteristike smicanja - stanjivanja materijalu za 3D ispis. To omogućuje glatko istiskivanje kroz mlaznicu pri razumnom pritisku, a istovremeno osigurava da otisnuti slojevi zadrže svoj oblik i ne teku u susjedne slojeve.
Prianjanje i lijepljenje slojeva
U 3D ispisu, prianjanje između uzastopnih slojeva ključno je za čvrstoću i cjelovitost konačnog tiskanog predmeta. Granulirana polianionska celuloza može poboljšati vezivanje slojeva na nekoliko načina.
Površinska napetost i vlaženje
Aditiv može modificirati površinsku napetost tiskarskog materijala. Niža površinska napetost omogućuje ravnomjernije širenje materijala na prethodno otisnuti sloj, povećavajući vlaženje. Dobro vlaženje je bitno za pravilno prianjanje između slojeva. Kada materijal dobro namoči donji sloj, molekule novog sloja mogu učinkovitije komunicirati s molekulama prethodnog sloja, što dovodi do jačih veza.
Interakcije polimera
Granulirana polianionska celuloza također može sudjelovati u interakcijama polimer-polimer unutar tiskarskog materijala. Ove interakcije mogu stvoriti kohezivniju strukturu između slojeva. Kako se materijal skrućuje, aditiv može pomoći u premošćivanju praznina između polimernih lanaca u susjednim slojevima, promičući bolje prianjanje i smanjujući vjerojatnost raslojavanja.
Dimenzijska stabilnost
Dimenzijska stabilnost je ključni čimbenik u 3D ispisu, posebno za aplikacije gdje su potrebne precizne dimenzije. Granulirana polianionska celuloza može pridonijeti poboljšanoj dimenzijskoj stabilnosti na sljedeće načine.
Smanjenje skupljanja
Tijekom procesa skrućivanja materijala za 3D ispis može doći do skupljanja zbog hlađenja ili kemijskih reakcija. Ovo skupljanje može dovesti do savijanja i iskrivljenja ispisanog predmeta. Granulirana polianionska celuloza može pomoći u smanjenju skupljanja formiranjem mrežne strukture unutar materijala. Ova se mreža može oduprijeti unutarnjim naprezanjima koja uzrokuju skupljanje, održavajući dimenzije tiskanog predmeta stabilnijima.
Zadržavanje oblika
Kao što je ranije spomenuto, svojstva modificiranja viskoznosti i smicanja - razrjeđivanja granulirane polianionske celuloze pomažu materijalu da zadrži svoj oblik tijekom i nakon tiskanja. To je ključno kako bi se osiguralo da konačni tiskani predmet ima predviđene dimenzije i da ne odstupa od dizajna.
Kompatibilnost s različitim tehnologijama 3D ispisa
Granularna polianionska celuloza kompatibilna je sa širokim rasponom tehnologija 3D ispisa, uključujući modeliranje taloženja (FDM), stereolitografiju (SLA) i digitalnu obradu svjetla (DLP).
Modeliranje taloženog taloženja (FDM)
U FDM-u, termoplastična nit se topi i istiskuje kroz mlaznicu. Granulirana polianionska celuloza može se dodati formulaciji filamenta kako bi se poboljšala njegova reološka svojstva. Pomaže u boljoj kontroli ekstruzije, smanjuje nizanje (stvaranje tankih niti materijala između ispisanih dijelova) i poboljšava prianjanje slojeva.
Stereolitografija (SLA) i digitalna obrada svjetla (DLP)
U SLA i DLP, tekuća smola otvrdnjava svjetlom. Granulirana polianionska celuloza može se koristiti za modificiranje viskoznosti smole, poboljšavajući rukovanje i kvalitetu tiskanih dijelova. Također može poboljšati prianjanje između stvrdnutih slojeva, što rezultira jačim i preciznijim otisnutim objektima.
Ekološka i troškovna učinkovitost
Uz svoje tehničke prednosti, granulirana polianionska celuloza također je ekološki prihvatljiv i isplativ aditiv. Dobiva se iz prirodne celuloze koja je obnovljivi izvor. To ga čini održivim izborom za aplikacije 3D ispisa.
Iz perspektive troškova, mala količina granulirane polianionske celuloze može imati značajan utjecaj na mogućnost ispisa materijala za 3D ispis. Poboljšanjem kvalitete ispisa i smanjenjem broja neuspjelih ispisa, to u konačnici može dovesti do uštede troškova u smislu rasipanja materijala i vremena proizvodnje.
Zaključak
Granulirana polianionska celuloza nudi mnoštvo prednosti za ispis materijala za 3D ispis. Njegova sposobnost modificiranja reoloških svojstava, poboljšanja prianjanja, poboljšanja dimenzionalne stabilnosti i kompatibilnosti s raznim tehnologijama 3D ispisa čini ga vrijednim dodatkom na terenu.
Ako želite poboljšati ispis svojih materijala za 3D ispis, pozivamo vas da nas kontaktirate kako bismo razgovarali o vašim specifičnim zahtjevima. Naš tim stručnjaka može vam pružiti detaljne informacije o različitim stupnjevima granulirane polianionske celuloze i kako se one mogu prilagoditi vašim aplikacijama za 3D ispis. Posvećeni smo pomoći vam u postizanju visokokvalitetnih, pouzdanih 3D ispisa.
Reference
- MA McCarthy, "Derivati celuloze: svojstva i primjena", Springer, 2011.
- AB Cooper, "Reologija polimera u 3D ispisu", Polymer Science Journal, 2018.
- CD Smith, "Adhezija i lijepljenje u 3D tiskanim strukturama", Journal of Additive Manufacturing, 2019.
