Влияние состава древесины на возможность 3D-печати и механические характеристики древесно-пластиковых композитов

В смеси: влияние состава древесины на возможность 3D-печати и механические характеристики древесно-пластиковых композитов.

 Еронг Хуанг Сандра Лёшке Гвенаэль Пруст  

Школа гражданского строительства, Сиднейский университет, Новый Южный Уэльс, 2006 г., Австралия

Сиднейская школа архитектуры, дизайна и планирования, Сиднейский университет, Новый Южный Уэльс, 2006 г., Австралия

Сиднейский производственный центр, Сиднейский университет, Новый Южный Уэльс, 2006 г., Австралия

Особенности

Метод производства превращает опилки в полузеленый и пригодный для 3D-печати WPC .

Морфология древесных частиц влияет на механические свойства 3D-печатного ДПК.

Более округлые частицы древесины с более гладкими поверхностями обеспечивают более прочный 3D-печатный WPC.

Более высокое соотношение древесины и пластика приводит к более жесткому и экологичному 3D-принту из ДПК.

Двойная экструзия эффективно улучшает печатные характеристики волокон WPC.

Ключевые слова

Производство добавок

Изготовление плавленых волокон

Древесно-пластиковый композит

Механическое свойство

АННОТАЦИЯ

Состав материала 3D-печатных элементов имеет огромное влияние на качество конечного продукта - он имеет решающее значение для определения механических характеристик, эстетического внешнего вида и устойчивости продукта и, как следствие, его рыночной привлекательности и диапазона возможных применений. В этой статье рассказывается, как опилки, побочный продукт лесной промышленности, могут быть использованы в качестве компонента древесно-пластикового композита (WPC) для производства 3D-печатных элементов, которые являются полузелеными и подходят для архитектурных применений. В частности, в исследовании изучаются два распространенных типа австралийских лиственных пород, Red Gum и Gray Box, а также влияние, которое изменение состава древесины оказывает на механические свойства 3D-печатных WPC с точки зрения пород древесины, распределения частиц по размеру и форме, а также соотношение древесины и пластика в композите. Нити WPC были экструдированы из смеси древесной муки, акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) и малеинового ангидрида. Образцы на растяжение были напечатаны на 3D-принтере из изготовленных волокон WPC. Результаты показывают, что древесные частицы с более округлой формой и более гладкой поверхностью увеличивают прочность, жесткость и плотность 3D-печатных WPC благодаря лучшей адгезии этих профилированных древесных частиц с полимером. Более высокое соотношение древесины и пластика создает более «зеленый» продукт с повышенной жесткостью. Процесс «двойной экструзии», использованный в этом исследовании для гомогенизации филамента, изготовленного путем экструзии, оказывает сильное влияние на повышение качества филаментов из ДПК для 3D-печати.

1 . Введение

Древесно-пластиковые композиты (ДПК) - это биокомпозиты, которые обычно используются в качестве устойчивой альтернативы изделиям из натуральной древесины. Как древесина, так и термопластические компоненты ДПК могут быть получены из различных побочных продуктов лесного хозяйства и переработанных полимеров, что позволяет производить полузеленый материал с уменьшенным воздействием на окружающую среду. По сравнению с изделиями из натуральной древесины, ДПК обладают более высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям и биологическому разложению, обеспечивая при этом достаточную прочность для применения в строительстве [3] . Несмотря на эти преимущества WPC, текущее использование WPC ограничено их традиционными технологиями производства, включая экструзию, прессование и литье под давлением, а также элементами с простой геометрией, такими как настил, облицовка и каркас.