Nghiên cứu phân tích vật liệu Onyx, ứng dụng trong công nghệ in 3D

Nghiên cứu tập trung vào phân tích thành phần vật liệu làm cơ sở cho việc chế thử và ứng dụng cho thiết bị in 3D. Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng là FTIR, XRD, SEM-EDX, TGA, DSC và phương pháp phân tích hóa học. Kết quả phân tích cho thấy, vật liệu Onyx được làm từ polyamide 6 và sợi cacbon có kích thước nhỏ hơn 100µm với hàm lượng sợi khoảng 27 % khối lượng, trong thành phần Onyx không có phụ gia vô cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu phân tích vật liệu Onyx, ứng dụng trong công nghệ in 3DNghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VẬT LIỆU ONYX, ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ IN 3D Đinh Thế Dũng*, Khuất Hoàng Bình, Nguyễn Thu Hương, Hoàng Anh Tuấn, Phan Văn Cường, Lê Hữu Thành, Nguyễn Trần Hùng Tóm tắt: Onyx là vật liệu composite có vật liệu nền là nhựa polyamide và được gia cường bởi sợi cacbon được cắt nhỏ do hãng Markforged sản xuất và ứng dụng cho công nghệ in 3D. Onyx có những tính năng vượt trội so với các loại vật liệu khác như độ bền uốn 81 MPa so với polyamide là 32MPa, cứng gấp 3.5 lần so với polyamide và 1.4 lần so với ABS. Khi kết hợp Onyx với các vật liệu gia cường khác cho sản phẩm có độ bền kéo đứt hơn 700 MPa, cao hơn so với nhôm 6061-T6, cứng hơn 27 lần và có độ bền kéo đứt hơn 24 lần so với vật liệu ABS và một ưu điểm khác của Onyx là vật liệu in 3D được sử dụng mà sản phẩm không cần xử lý sau in. Nghiên cứu tập trung vào phân tích thành phần vật liệu làm cơ sở cho việc chế thử và ứng dụng cho thiết bị in 3D. Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng là FTIR, XRD, SEM-EDX, TGA, DSC và phương pháp phân tích hóa học. Kết quả phân tích cho thấy, vật liệu Onyx được làm từ polyamide 6 và sợi cacbon có kích thước nhỏ hơn 100µm với hàm lượng sợi khoảng 27 % khối lượng, trong thành phần Onyx không có phụ gia vô cơ.Từ khóa: Vật liệu in 3D; Onyx; Composite. 1. MỞ ĐẦU C ng nghệ in D ang ngày àng tr nên h iến trên th trường thế gi i, là t htrong ng nghệ hế t o ật liệu trong u h ng ng nghệ 4.0. Th o nghiên u a C ng ty ohl r A o iat , huyên tư ấn ề ng nghệ à hiến lư trong l nhin D thì oanh thu t ư t ng nghệ in 3D nă 2015 là khoảng 5 tỉ la, nă 2016là 6,1 tỉ la, nă 2017 là 7, tỉ la. D o n ến 2020 ẽ tăng lên 21 tỉ la à 2 tỉla ào nă 202 [1]. Vậy ng nghệ in D là gì à t i ao l i ngày àng h iến trên thế gi i C ng nghệ in D là u trình hế t o ật liệu th o hương h ế t ng l t o nên t th hiều a trên t hình ư t o n. Phương h này th hế t o ật liệukết ấu h t , kh ao t h ễ àng i tiết kiệ nguyên ật liệu t i ưu. Cth hế t o ật liệu i hình ng i nguyên ật liệu kh nhau tùy th o yêu ầu t nh hất a ản h . C ản h a ng nghệ in D rất a ng. T những ật ng th ng thường nhưvât ng gia ình: àn, ghế, t , ến ản h ao ấ hơn như nhà , xe ô tô,ho ản h thù ư ng là hận y ay, tên l a như th n ng ơ, ng ơ, [2, 3]. Đa hần ản h a ng nghệ in D là t ật liệu o o it i t nh ền à nh . Trong nghiên u n i ật hiện nay ề ật liệu o o it ho ng nghệ in 3Dthì ật liệu ny ư h ng ark org ản uất th hiện nhiều t nh năng ưu iệt. ny là ật liệu o o it nền nh a nhiệt o olya i 6 i ật liệu gia ường là i on ư t nh [4]. ny òn ư ng là ật liệu nền trong ật liệu o o it ư gia ường i i a on, k lar, th y tinh, t o ra ẫu ật liệu ền kéo t > 700 Pa, ao hơn o i nh 6061-T6, ng gấ 27 lần à ền gấ 24 lần ABS [5]. Vì ậy, h ng t i tậ trung nghiên u h n t h ật liệu ny là ơ hế t o à ng nglo i ật liệu này trong ng nghệ in D hế t o ản h h u hòng, giả hi h ua nguyên liệu à t h thu ào nư ngoài.Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9- 2020 37 Hóa học và Kỹ thuật môi trường 2. THỰC NGHIỆM2.1. Nguyên liệu Vật liệu ny , olya i 6 ư ản uất i h ng ark org .2.2. Thực nghiệm ẫu i ny ư hòa tan trong a it or i 85%, au tiến hành l lo i kết t a, ung h au l ư i ấy kh , ản h au ấy là àng nh a ư thấy nhưtrên hình 1. Hình 1. Mẫu phân tích: a - Mẫu sợi Onyx; b- Màng nhựa sau xử lý. C hương h ư ng h n t h ẫu: + Ph n t h h hồng ngo i (FTIR): ằng thiết Bruk r TENS R II. àng nh a thu ư au ấy ư o FTIR i nền là kh ng kh i th ng onhư au: Dải ng uét 400-4000 cm-1; Đ h n giải: 4; Chế o tr nền; lần uét:16. + Ph n t h nhiễu tia ( RD): ằng thiết nhiễu tia PERT PR . ẫu h n t h: àng nh a. Th ng o ẫu: ải g o t 5 ến 90o; ư o o 0,1o;thời gian o ỗi ư o 1 gi y; Kα1 =1,54046 Ȧ ; Kα2 = 1,5444 Ȧ; Kβ=1, 9225 Ȧ;Nguồn h t năng lư ng: 45 KV, 40 mA. + Ph n t h nhiệt tr ng lư ng (TGA): ằng thiết La y TG/DSC 1600. ẫu h n t h: i ny , ol ...