استفاده از بايندرهاي پليمري زيست سازگار در ساخت قطعات كلسيم فسفاتي به روش چاپگر سه بعدي بايندر جت

كارشناسي ارشد

هدف از اين پژوهش استفاده از بايندرهاي پليمري زيست¬سازگار به منظور پرينت قطعات كلسيم¬ فسفاتي با فرآيند بايندر جت (يكي از روش¬هاي ساخت افزايشي) است. با توجه به پودري بودن مواد اوليه مورد استفاده در اين فرآيند، تمركز پژوهش بر آماده سازي پودرهاي كلسيم فسفاتي قابل پرينت مي¬باشد. بدين منظور از پودر هيدروكسي¬آپاتيت و پليمرهاي محلول در آب كربوكسي¬متيل كيتوسان، دكسترين و پلي¬وينيل پيروليدون بهره گرفته شد. اختلاط بين پودر سراميكي و پليمرها به دو روش خشك و تر و با نسبت¬هاي وزني مختلف، انجام شد. با توجه به اهميت نسبت اختلاط سراميك و پليمر و تاثير خواص پودر مورد استفاده بر خواص قطعه نهايي پرينت شده، ويژگي¬هايي از پودر همچون اندازه و توزيع اندازه ذرات، چگالي و جريان¬يابي مورد بررسي قرار گرفته و براي ايجاد پودري با قابليت پرينت مناسب بهينه سازي شدند. نتايج حاصل نشان داد تركيبي متشكل از 60% هيدروكسي¬آپاتيت، 28% كربوكسي¬متيل كيتوسان، 10% دكسترين و 2% پلي-وينيل پيروليدون با عدد پهناي اندازه ذرات 28/2، چگالي ظاهري 06/1 گرم بر سانتي¬متر مكعب و نرخ هاسنر 26/1 داراي بهترين كيفيت پرينت است. در نهايت با استفاده از اين تركيب و حلال پايه آبي موجود در دستگاه بايندر جت، قطعه¬اي استوانه¬اي پرينت شد. سپس از عمليات پردازش شامل غوطه¬وري در محلول كيتوسان به منظور افزايش استحكام بهره گرفته شد. مشخصه¬يابي اين قطعات با آزمون¬هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف¬سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، پراش اشعه ايكس (XRD) و آزمون استحكام فشاري انجام شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي قطعات اندازه تخلخل¬هايي عمدتا در محدوده¬ي 40-130 ميكرومتر را نشان داد. الگوي پراش اشعه ايكس قطعات، پيك¬هاي مشخصه¬ي هيدروكسي¬آپاتيت را نشان داد. اين در حالي است كه پيك¬هاي مربوط به پليمرها با شدت بسيار كم در حدود 2θ برابر با 20 درجه ديده شد. با توجه به طيف FTIR نمونه¬ها، پيوندهاي هيدروكسي¬آپاتيت و پليمرها مشاهده شد. خواص مكانيكي قطعات از جمله استحكام فشاري و مدول الاستيسيته با غوطه¬وري لحظه¬اي در محلول 5/0 درصد وزني كيتوسان در مقايسه با نمونه پرينت شده بدون هيچگونه عمليات پردازش، به ترتيب از 3/1 و 10 مگاپاسكال به 4/7 و 125 مگاپاسكال افزايش يافت. همچنين درصد تخلخل مجموع قطعات پرينت شده در محدوده¬ي 40-45% بود كه پس از غوطه¬وري در محلول كيتوسان به 30-36% كاهش يافت. ¬ واژه‌هاي كليدي: ساخت افزايشي، بايندر جت، هيدروكسي¬آپاتيت، كربوكسي¬متيل كيتوسان، قابليت پرينت

192983

دانشگاه علم و صنعت ايران

سراميك

دكتر جعفر جواد پور - دكتر حميدرضا رضايي