محققان Oak Ridge National Laboratory وزارت انرژی، موفق به توسعه ی پلیمر جدیدی شده اند که می‌تواند برای چسباندن و تقویت ماسه سیلیس در binder jetting استفاده شود. آنها در مطالعه خود، «تولید ساختارهای شن و ماسه سیلیس قوی به شیوه ی AM که توسط binder پلی اتیلن ایمین فعال می شوند»، توسط Gilmer و همکاران دریافتند که به لطف این چسب جدید، ساختارهای شنی می توانند به طور قابل توجهی مستحکم تر از نمونه های ساخته شده با چسب های معمولی باشند. یک جسم که قادر به تحمل وزن 300 برابر خود است. در واقع، چسب ایجاد شده توانست استحکام قطعات را تا دو برابر افزایش دهد.
این یکی از بیشمار پروژه‌هایAM است که امسال توسط ORNL ارائه شده است. قبلاً، براکت‌های مونتاژ شده سوخت پرینت شده سه بعدی را از این شرکت دیده‌ایم که در یک کارخانه پودر هسته‌ای در آلاباما نصب شده‌اند و همچنین آزمایش‌هایی با ExOne، پیشرو در فناوری binder jetting، برای ایجاد قطعات سرامیکی-فلزی. این پروژه ی جدید نیز در راستای توسعه و برطرف کردن محدودیت های فناوری binder jetting است، اما در حوزه ی شن و ماسه.
نگاره ۲) قطعه ی شنی پرینت سه بعدی در دستان Tomonori Saito
سازه های شنی قوی تر برای binder jetting
اگرچه ماسه یک ماده رایج برای binder jetting است، اما به استثناب برخی موارد، برای ساخت قطعات نهایی استفاده نمی شود. در این مطالعه، محققان به طور مشخص بر ناتوانی در تشکیل قطعات قوی اشاره کردند. بنابراین، کشف binder پلی اتیلن ایمین (PEI) برای شن و ماسه سیلیس می تواند به افزایش استفاده از binder jetting در تولید قطعات مستحکم و باربر بیشتر کمک کند. این امر همچنین از آنجایی که محبوبیت این فناوری افزایش یافته است، مهم است، زیرا در مقایسه با بسیاری از روش‌های پرینت سه بعدی دیگر، هم مقرون به صرفه تر و هم سریع تر است.
به طور خاص، محققان در پی استفاده از پلیمر برای پر کردن قطعات بودند، روشی پس از تولیدی که در binder jetting برای پر کردن قسمت متخلخل اولیه به منظور قوی‌تر کردن سازه استفاده می‌شود. با توجه به بیانیه مطبوعاتی، اگرچه این امر می تواند باعث افزایش استحکام تا هشت برابر شود، اما یافتن چسب مناسب به خصوص برای ماسه دشوار است. Tomonori Saito، یکی از محققین اصلی این پروژه، اظهار داشت: «پلیمرهای کمی برای استفاده به عنوان چسب در این کاربرد مناسب هستند. ما به دنبال خواص خاصی مانند حلالیت بودیم که بهترین نتیجه را به ما بدهد. یافته‌های کلیدی ما در خصوص ساختار مولکولی منحصربه فرد چسب PEI این بود که سیانواکریلات برای دستیابی به استحکام استثنایی، آن را واکنش‌پذیر می‌کند.
نگاره ۳) یک پل شنی پرینت سه بعدی ۶.۵ سانتی متری قادر به تحمل وزن ۳۰۰ برابری خود است
این پلیمر همچنین برای استفاده با ماسه سیلیسی طراحی شده است. این ماده در هر دو بخش خودرو و هوافضا مورد توجه قرار گرفته است زیرا می توان از آن در ساخت قطعات سبک وزن استفاده کرد. برای انجام این کار، موادی مانند فیبر کربن یا فایبرگلاس را می‌توان قبل از عمل‌آوری، دور هسته‌های شنی پرینت سه‌بعدی پیچید که بسیار در جلوگیری از تغییر ابعاد در هنگام گرم شدن مؤثر است. با این وجود، البته، داشتن قطعات ماسه ای قوی تر و به ویژه برای غلبه بر ضعف ساختاری مورد توجه است. قطعات شنی قوی‌تر می‌توانند از تولید در مقیاس بزرگ‌تر پشتیبانی کنند و همچنین تولید سریع قطعه را ممکن می‌سازند. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با این پروژه میتوانید به بیانیه مطبوعاتی یا این مطلب مراجعه کنید. ممکن است هنگام استفاده از پرینترهای سه بعدی با مشکلاتی برخورد کنید. در سایت فیلانو قسمتی را به بررسی مشکلات پرینت سه بعدی اختصاص داده ایم که می توانید از آن استفاده کنید.