استفاده از نانولوله‌های کربنی برای تقویت جوش پلاستیک

محققان نشان دادند که برای تقویت جوش قطعات ترموپلاستیک در چاپ سه بعدی می‌توان از نانولوله‌های کربنی استفاده کرد. در این روش امواج ماکروویو موجب گرم شدن نانولوله‌ها و در نهایت حرکت پلیمر به سمت پر کردن فضاهای خالی در جوش می‌شود.

کد خبر: ۶۱۶۶۱۸

شنبه - ۱۰ تير ۱۳۹۶ / July 01, 2017

اخبار دانشگاهی را از «کانال اخبار دانشگاهی SNN.ir» دنبال کنید

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ محققان نشان دادند که برای تقویت جوش قطعات ترموپلاستیک در چاپ سه بعدی می‌توان از نانولوله‌های کربنی استفاده کرد. در این روش امواج ماکروویو موجب گرم شدن نانولوله‌ها و در نهایت حرکت پلیمر به سمت پر کردن فضاهای خالی در جوش می‌شود.

تحقیقات اخیر محققان دانشگاه تگزاس نشان می‌دهد که نانولوله‌های کربنی که در معرض امواج ماکروویو قرار گرفته‌اند، می‌توانند برای گرم کردن قطعات ترموپلاستیک در چاپ سه بعدی مورد استفاده قرار گیرند. با این یافته می‌توان یکی از چالش‌های بزرگ چاپ سه بعدی را حل کرد و امکان جوش قوی را فراهم نمود.

چاپ سه بعدی یکی از روش‌های تولید قطعات ترموپلاستیک است. با این حال جوش میان دو قطعه هنوز به عنوان مشکلی در این فناوری شناخته شده که معمولاً منجر به بروز نقص در استحکام قطعه می‌شود.

میکا گرین از محققان این پروژه می‌گوید: «قطعات ترموپلاستیک در جهت عمودی بسیار ضعیف هستند، به طوری که هر قطعه به قطعه دیگر به سختی جوش می‌خورد. گرمایش ساده نمی‌تواند این مشکل را حل کند، اما پوشش‌دهی با فیلامنت چاپگر سه بعدی مجهز به نانولوله‌کربنی چندجداره قادر است برای این مشکل راهکار مناسبی باشد. امواج ماکروویو موجب گرم شدن نانولوله شده و این گرمایش موجب تشکیل ماده‌ای با استحکام بالا می‌شود.»

این گروه تحقیقاتی روش جدیدی برای جوشکاری محل تماس قطعات ترموپلاستیک چاپ شده سه بعدی ارائه کردند و آن را LIRF نامگذاری کردند. این روش می‌تواند استحکام بخش جوش خورده را ۲۷۵ درصد افزایش دهد.

این گروه فیلم پلیمری غنی شده با نانولوله‌کربنی را به عنوان پوششی برای فیلامنت‌های ترموپلاستیک مورد استفاده قرار دادند. زمانی که این فیلامنت‌ها به صورت ساختار ماکروسکوپی چاپ شدند، نانولوله‌های کربنی به صورت منطقه‌ای گرم شده و فقط محل فاصله میان فیلامت‌ها را گرم می‌کنند. برای این کار امواج ماکروویو تابیده شده و نانولوله کربنی با گرم شدن موجب جریان یافتن پلیمر به محل تماس می‌شود. در واقع در دمای اتاق کار پختن انجام می‌شود.

این گروه فیلامنت کواکسیالی ساختند که در آن یک جوهر نانولوله کربنی تک‌جداره نازک به سطح خارجی فیلامنت‌های چاپ سه بعدی پلی‌لاکتید متصل است. این فناوری قابلیت تولید انبوه در مقیاس صنعتی را داراست.

به دلیل امکان کار در دمای محیط، می‌توان این فناوری را در شرایط استاندارد چاپگرهای رومیزی انجام داد.