U okruženju 3D štampanja koje se stalno razvija, potraga za poboljšanjem mogućnosti štampanja i postizanjem visokokvalitetnih otisaka dovela je do istraživanja različitih aditiva. Jedan takav aditiv koji je pokazao značajan potencijal je granulirana polianionska celuloza. Kao vodeći dobavljač granularne polianionske celuloze, uzbuđen sam što ću istražiti kako ovaj izvanredan materijal utiče na mogućnost štampanja materijala za 3D štampanje.
Razumijevanje granulirane polianionske celuloze
Granularna polianionska celuloza je polimer rastvorljiv u vodi dobijen od celuloze. Široko se koristi u raznim industrijama zbog svojih odličnih svojstava za zgušnjavanje, stabilizaciju i suspenziju. U kontekstu 3D štampanja, ova svojstva se mogu iskoristiti za optimizaciju ponašanja materijala za štampanje.
Jedinstvena molekularna struktura granularne polianionske celuloze daje joj sposobnost da formira trodimenzionalnu mrežu u rastvoru. Kada se doda materijalima za 3D štampanje, ova mreža može uticati na reološka svojstva materijala, koja su ključna za mogućnost štampanja.
Reološki efekti na mogućnost štampanja
Reologija je nauka o strujanju i deformaciji materijala. U 3D štampi, reološka svojstva materijala za štampanje određuju kako će se on ponašati tokom ekstruzije, taloženja i očvršćavanja.
Modifikacija viskoziteta
Jedan od primarnih načina na koji granulirana polianionska celuloza utiče na mogućnost štampanja je modifikovanje viskoziteta materijala za 3D štampanje. Viskoznost je mjera otpora tekućine na protok. U 3D štampi, materijal preniskog viskoziteta može nekontrolirano teći tokom ekstruzije, što dovodi do lošeg zadržavanja oblika i nedostatka preciznosti. S druge strane, materijal sa previsokim viskozitetom može biti teško ekstrudirati, što rezultira začepljenim mlaznicama i nedosljednim otiscima.
Granularna polianionska celuloza može kontrolirano povećati viskozitet materijala za štampu. Podešavanjem koncentracije aditiva možemo fino podesiti viskozitet na optimalan nivo. Na primjer, u procesu 3D štampanja baziranog na filamentima, nešto veći viskozitet može pomoći filamentu da zadrži svoj oblik nakon ekstruzije, smanjujući šanse za opuštanje ili širenje.
NudimoBrzo dispergirana polianionska celuloza PAC LViBrzo dispergirana polianionska celuloza PAC HV, koji se može odabrati prema specifičnim zahtjevima viskoznosti različitih materijala za 3D štampu. PAC LV je pogodan za primjene gdje je potrebno relativno niže povećanje viskoznosti, dok PAC HV može pružiti veće povećanje viskoznosti za materijale koji zahtijevaju veće zgušnjavanje.
Smicanje - stanje stanjivanja
Još jedno važno reološko svojstvo na koje utiče granulirana polianionska celuloza je ponašanje pri smicanju – stanjivanje. Smicanje - stanjivanje znači da se viskoznost materijala smanjuje pod posmičnim naprezanjem. U 3D štampi, napon smicanja se primjenjuje tokom ekstruzije kroz mlaznicu. Materijal za smicanje - stanjivanje je idealan jer može lako teći kroz usku mlaznicu pod velikim naprezanjem smicanja tokom ekstruzije, ali onda brzo povrati svoj viskozitet nakon što se taloži na platformu za izgradnju.
Granularna polianionska celuloza daje karakteristike smicanja i stanjivanja materijalu za 3D štampanje. Ovo omogućava glatko ekstruziju kroz mlaznicu pod razumnim pritiskom, istovremeno osiguravajući da odštampani slojevi zadrže svoj oblik i da ne teku u susjedne slojeve.
Adhezija i lepljenje slojeva
U 3D štampi, adhezija između uzastopnih slojeva je ključna za snagu i integritet konačnog štampanog objekta. Granularna polianionska celuloza može poboljšati vezivanje sloja na nekoliko načina.
Površinski napon i vlaženje
Dodatak može modificirati površinski napon materijala za štampanje. Niža površinska napetost omogućava materijalu da se ravnomjernije rasporedi po prethodno odštampanom sloju, poboljšavajući vlaženje. Dobro vlaženje je neophodno za pravilno prianjanje između slojeva. Kada materijal dobro navlaži sloj ispod, molekuli novog sloja mogu djelotvornije komunicirati s onima iz prethodnog sloja, što dovodi do jačih veza.
Polimerne interakcije
Granularna polianionska celuloza takođe može učestvovati u interakcijama polimera i polimera unutar materijala za štampanje. Ove interakcije mogu stvoriti kohezivniju strukturu između slojeva. Kako se materijal stvrdnjava, aditiv može pomoći u premošćivanju praznina između polimernih lanaca u susjednim slojevima, promovirajući bolju adheziju i smanjujući vjerojatnost odvajanja.
Dimenzijska stabilnost
Stabilnost dimenzija je ključni faktor u 3D štampi, posebno za aplikacije gde su potrebne precizne dimenzije. Granularna polianionska celuloza može doprinijeti poboljšanoj stabilnosti dimenzija na sljedeće načine.
Smanjenje skupljanja
Tokom procesa očvršćavanja materijala za 3D štampanje, može doći do skupljanja usled hlađenja ili hemijskih reakcija. Ovo skupljanje može dovesti do savijanja i izobličenja štampanog predmeta. Granularna polianionska celuloza može pomoći u smanjenju skupljanja formiranjem mrežne strukture unutar materijala. Ova mreža može odoljeti unutrašnjim naprezanjima koja uzrokuju skupljanje, održavajući dimenzije odštampanog objekta stabilnijim.
Zadržavanje oblika
Kao što je ranije spomenuto, svojstva granularne polianionske celuloze koja mijenjaju viskozitet i smicanje pomažu da materijal održi svoj oblik tokom i nakon štampe. Ovo je ključno kako bi se osiguralo da konačni odštampani predmet ima predviđene dimenzije i da ne odstupa od dizajna.
Kompatibilnost sa različitim tehnologijama 3D štampanja
Granularna polianionska celuloza je kompatibilna sa širokim spektrom tehnologija 3D štampanja, uključujući modeliranje fuzionisanog taloženja (FDM), stereolitografiju (SLA) i digitalnu obradu svetlosti (DLP).
Modeliranje fuzije taloženja (FDM)
U FDM-u, termoplastični filament se topi i ekstrudira kroz mlaznicu. Granularna polianionska celuloza se može dodati formulaciji filamenta kako bi se poboljšala njena reološka svojstva. Pomaže u boljoj kontroli ekstruzije, smanjuje nizanje (formiranje tankih niti materijala između otisnutih elemenata) i poboljšava prianjanje sloja.
Stereolitografija (SLA) i digitalna obrada svjetla (DLP)
U SLA i DLP, tečna smola se stvrdnjava svjetlošću. Granularna polianionska celuloza se može koristiti za modifikaciju viskoziteta smole, poboljšavajući njeno rukovanje i kvalitet štampanih delova. Takođe može poboljšati prianjanje između osušenih slojeva, što rezultira jačim i preciznijim štampanim objektima.
Okoliš i isplativost
Pored svojih tehničkih prednosti, granulirana polianionska celuloza je takođe ekološki prihvatljiv i isplativ aditiv. Dobija se od prirodne celuloze, koja je obnovljivi izvor. To ga čini održivim izborom za aplikacije 3D štampanja.
Iz perspektive troškova, mala količina granularne polianionske celuloze može imati značajan utjecaj na mogućnost štampanja materijala za 3D štampanje. Poboljšanjem kvaliteta otisaka i smanjenjem broja neuspjelih otisaka, to u konačnici može dovesti do uštede troškova u smislu gubitka materijala i vremena proizvodnje.
Zaključak
Granularna polianionska celuloza nudi mnoštvo prednosti za štampanje materijala za 3D štampanje. Njegova sposobnost da modificira reološka svojstva, poboljša adheziju, poboljša stabilnost dimenzija i bude kompatibilan s različitim tehnologijama 3D štampanja čini ga vrijednim dodatkom na terenu.
Ako želite da poboljšate mogućnost štampanja vaših materijala za 3D štampanje, pozivamo vas da nas kontaktirate kako bismo razgovarali o vašim specifičnim zahtevima. Naš tim stručnjaka može vam pružiti detaljne informacije o različitim vrstama granulirane polianionske celuloze i kako se one mogu prilagoditi vašim aplikacijama za 3D štampanje. Posvećeni smo da vam pomognemo da postignete visokokvalitetne, pouzdane 3D otiske.
Reference
- MA McCarthy, "Derivati celuloze: svojstva i primjene", Springer, 2011.
- AB Cooper, "Reologija polimera u 3D štampanju", Polymer Science Journal, 2018.
- CD Smith, "Adhezija i lijepljenje u 3D štampanim strukturama", Journal of Additive Manufacturing, 2019.
