پودر نانوکامپوزیت پلیمری پایه پلی استایرن در پرینت سه بعدی SLS

با توجه به اهمیت پرینت سه بعدی به روش SLS و محدودیت نسبتا وسیع در تنوع مواد اولیه پودری مورد استفاده در آن، ساخت و توسعه پودرهای خالص و کامپوزیتی به منظور توسعه این فرایند و کاربردهای آن بسیار اهمیت دارد. در این تحقیق به طور ویژه به ساخت پودر نانوکامپوزیتی پلیمری به منظور استفاده در پرینت سه بعدی SLS بر پایه پلی استایرن و نانوذرات کربن به عنوان تقویت کننده استفاده شد. به منظور تعیین درصد بهینه مواد افزودنی در پلیمر پلی استایرن در ساخت و فرمولاسیون مستربچ نهایی با ایجاد دیسپارسیون بالای نانوذرات تحت نیروهای برشی بالا، درصدهای مختلف وزنی از نانوذرات کربنی و پلیمر با روش ترکیب مذاب کلندرینگ ترکیب شدند. و سپس فرایند ساخت پودر از مستربچ نهایی با روش آسیاب و تزریق همزمان نیتروژن مایع پرداخته شد. در ادامه با انجام آزمون های ساختاری مطالعه پودر حاصل توسط تصاویر میکروسکوپ نوری با هدف وضعیت تقرق نانوذرات، ابعاد ذرات پودر و هندسه آن صورت گرفت. آزمون انتقال حرارت و تصاویر میکروسکوپی لحظه ایی یا درجا با کمک هات استیج با هدف بررسی وضعیت ذوب سطحی با گذشت زمان در دماهای نزدیک به دمای ذوب پودرهای نانوکامپوزیتی صورت پذیرفت. نتایج ساخت موفقیت آمیز پودر نانوکامپوزیت با اندازه ذرات در حدود مورد انتظار در فرایند SLS را نشان داد. همچنین، آزمون های ساختاری و حرارتی درجا ذوب سطحی و ادغام دسته ای دانه های پلیمری نانوکامپوزیتی را به صورت بصری نمایش داده که به عنوان یک فرآیند شبیه سازی شده در روش SLS هم جوشی دانه ها را با مقدار کشش سطحی مناسب ذوب تایید نمود.

کلیدواژه ها:

پرینت سه بعدی مستقیم ، نانوکامپوزیت ، پلیمر ترموپلاستیک ، پلی لاکتیک اسید ، پلی یورتان ترموپلاستیک ، لایه نشانی