کاربردهای بالقوه CMC در پرینت سه بعدی چیست؟

سلام! من تامین کننده CMC (کربوکسی متیل سلولز) هستم و اخیراً سوالات زیادی در مورد کاربردهای بالقوه CMC در چاپ سه بعدی دریافت کرده ام. بنابراین، فکر کردم که بنشینم و یک پست وبلاگ بنویسم تا برخی از بینش خود را در مورد این موضوع هیجان انگیز به اشتراک بگذارم.

ابتدا، اجازه دهید کمی در مورد چیستی CMC صحبت کنیم. CMC یک مشتق سلولزی است که از واکنش سلولز با اسید کلرواستیک ساخته می شود. این یک پودر سفید، بی بو و بی مزه است که به شدت در آب حل می شود. CMC کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف از جمله مواد غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی و غیره دارد. اما در این پست، ما بر روی پتانسیل آن در پرینت سه بعدی تمرکز خواهیم کرد.

1. بهبود قابلیت چاپ

یکی از چالش های کلیدی در پرینت سه بعدی دستیابی به قابلیت چاپ خوب است. این بدان معناست که ماده باید بتواند به آرامی از طریق نازل چاپگر جریان یابد، شکل خود را در حین چاپ حفظ کند و به خوبی با لایه های زیر بچسبد. CMC می تواند نقش مهمی در بهبود قابلیت چاپ داشته باشد.

هنگامی که به مواد چاپ سه بعدی اضافه می شود، CMC به عنوان یک غلیظ کننده و یک تثبیت کننده عمل می کند. ویسکوزیته جوهر یا رزین چاپ را افزایش می دهد که به جلوگیری از چکیدن یا پخش بیش از حد آن کمک می کند. این امر به ویژه برای چاپ هندسه های پیچیده یا سازه های آویزان مهم است. به عنوان مثال، در یک سیستم چاپ سه بعدی مبتنی بر خمیر، CMC می تواند خمیر را منسجم تر کند و به آن اجازه می دهد تا به طور دقیق اکسترود شود و شکل خود را تا زمانی که خشک یا پخته شود حفظ کند.

علاوه بر این، CMC می تواند چسبندگی بین لایه ها را بهبود بخشد. این یک لایه نازک روی سطح مواد چاپ شده تشکیل می دهد که پیوند بین لایه های متوالی را افزایش می دهد. این منجر به اشیاء پرینت سه بعدی قوی تر و بادوام تر می شود.

2. زیست سازگاری و زیست - چاپ

در زمینه چاپ زیستی، زیست سازگاری مواد از اهمیت بالایی برخوردار است. بیو - چاپ با هدف ایجاد بافت ها و اندام های زنده با رسوب سلول ها و مواد زیستی لایه به لایه است. CMC یک کاندید عالی برای چاپ زیستی است زیرا زیست سازگار، غیر سمی و زیست تخریب پذیر است.

CMC را می توان به عنوان یک حامل برای سلول ها در جوهرهای چاپ زیستی استفاده کرد. ریزمحیط مناسبی برای زنده ماندن و رشد سلول ها فراهم می کند. به عنوان مثال، هیدروژل های CMC را می توان برای تقلید از ماتریکس خارج سلولی (ECM) بافت های بیولوژیکی فرموله کرد. سلول ها را می توان در این هیدروژل ها جاسازی کرد و ماتریس CMC پشتیبانی مکانیکی و مسیرهای انتقال مواد مغذی را برای سلول ها فراهم می کند.

علاوه بر این، CMC را می توان برای داشتن ویژگی های خاص برای انواع مختلف برنامه های کاربردی چاپ زیستی تغییر داد. به عنوان مثال، می توان آن را با مولکول های فعال زیستی برای ترویج چسبندگی، تکثیر و تمایز سلولی فعال کرد. این باعث می شود آن را به یک ماده همه کاره برای ایجاد بافت ها و اندام های سفارشی برای پزشکی احیا کننده تبدیل کند. شما می توانید ما را بررسی کنیددرجه غذا CMCکه خلوص بالایی دارد و می تواند پایه خوبی برای کاربردهای مرتبط با زیستی باشد.

3. تقویت مواد

اشیاء چاپ سه بعدی اغلب فاقد استحکام مکانیکی مورد نیاز برای کاربردهای خاص هستند. از CMC می توان برای تقویت مواد پرینت سه بعدی استفاده کرد. هنگامی که الیاف یا ذرات CMC در پلیمرها یا کامپوزیت ها ترکیب می شوند، می توانند به عنوان عوامل تقویت کننده عمل کنند.

در یک ماتریس پلیمری، CMC می تواند استحکام کششی، مقاومت خمشی و مقاومت در برابر ضربه قطعات چاپ شده سه بعدی را بهبود بخشد. الیاف یا ذرات CMC تنش را به طور یکنواخت در سراسر ماده توزیع می کنند و از انتشار ترک جلوگیری می کنند و دوام کلی شی چاپ شده را افزایش می دهند.

به عنوان مثال، در فرآیند چاپ سه بعدی تقویت شده با الیاف، الیاف CMC را می توان با یک پلیمر ترموپلاستیک مخلوط کرد. در حین چاپ، الیاف CMC در جهت مسیر چاپ قرار می گیرند و استحکام بیشتری در امتداد آن محور فراهم می کنند. این برای ایجاد اجزای باربر در کاربردهای خودرو، هوافضا یا سازه مفید است.

4. پایداری محیطی

در دنیای امروز، پایداری محیط زیست یک نگرانی عمده است. CMC یک ماده سازگار با محیط زیست است. از سلولز که یک منبع تجدیدپذیر است، مشتق شده است. استفاده از CMC در پرینت سه بعدی می تواند به توسعه فرآیندهای چاپ سه بعدی پایدارتر کمک کند.

در مقایسه با برخی از مواد پرینت سه بعدی سنتی که از منابع تجدیدناپذیر مشتق شده‌اند یا بازیافت آنها دشوار است، مواد مبتنی بر CMC را می‌توان راحت‌تر دور انداخت یا بازیافت کرد. به عنوان مثال، پلاستیک‌های زیستی مبتنی بر CMC را می‌توان در محیط‌های طبیعی تجزیه کرد و اثرات زیست‌محیطی زباله‌های چاپ سه‌بعدی را کاهش داد.

5. ویژگی های قابل تنظیم

یکی از چیزهای مهم در مورد CMC ویژگی های قابل تنظیم آن است. ما می‌توانیم درجه جایگزینی (DS) CMC را تغییر دهیم، که به تعداد گروه‌های هیدروکسیل روی ستون فقرات سلولزی اشاره دارد که با گروه‌های کربوکسی متیل جایگزین می‌شوند. مقدار DS بالاتر می تواند منجر به CMC محلول در آب و چسبناک تر شود، در حالی که یک مقدار DS پایین می تواند آن را آبگریزتر کند.

این به ما اجازه می دهد تا ویژگی های CMC را برای برنامه های مختلف چاپ سه بعدی تنظیم کنیم. به عنوان مثال، در جوهر چاپ سه بعدی مبتنی بر آب، می توان از یک CMC با DS بالا برای افزایش ویسکوزیته و پایداری جوهر استفاده کرد. در یک سیستم مبتنی بر حلال، یک DS CMC کم ممکن است مناسب تر باشد. ما نیز ارائه می دهیمدرجه نقاشی CMCکه دارای خواص خاصی است که می تواند برای فرمولاسیون های مختلف جوهر چاپ سه بعدی تنظیم شود.

6. هزینه - اثربخشی

هزینه همیشه یک عامل در هر فرآیند تولید از جمله چاپ سه بعدی است. CMC در مقایسه با سایر مواد پرینت سه بعدی با کارایی بالا نسبتاً ارزان است. می توان آن را در مقادیر زیاد با هزینه کم تولید کرد، که آن را به گزینه ای جذاب برای عملیات پرینت سه بعدی در مقیاس کوچک و بزرگ تبدیل می کند.

با استفاده از CMC در پرینت سه بعدی، تولیدکنندگان می توانند هزینه کلی تولید را بدون قربانی کردن زیاد از نظر کیفیت کاهش دهند. این امر به ویژه برای صنایعی که به دنبال استفاده از فناوری پرینت سه بعدی در مقیاس بزرگ هستند، اما با محدودیت های بودجه محدود شده اند، بسیار مهم است.

7. مواد غذایی و خوراکی چاپ سه بعدی

در زمینه نوظهور چاپ سه بعدی مواد غذایی، CMC پتانسیل زیادی دارد. مادرجه غذا CMCبرای این کاربرد مناسب است. از CMC می توان برای بهبود بافت و پایداری جوهرهای مواد غذایی استفاده کرد.

به عنوان مثال، هنگام چاپ شکلات یا سایر اقلام شیرینی پزی، CMC می تواند از ذوب شدن سریع شکلات جلوگیری کرده و به حفظ شکل آن کمک کند. در چاپ غذای مرزه می توان از آن برای غلیظ کردن سس ها یا پوره ها استفاده کرد و آنها را قابل چاپ کرد. CMC همچنین دارای برخی از خواص ژل شدن است که می توان از آنها برای ایجاد ساختارهای غذایی منحصر به فرد در طول پرینت سه بعدی استفاده کرد.

نتیجه گیری

همانطور که می بینید، کاربردهای بالقوه CMC در پرینت سه بعدی گسترده و متنوع است. از بهبود قابلیت چاپ و خواص مکانیکی تا فعال کردن چاپ زیستی و چاپ مواد غذایی، CMC مزایای زیادی را ارائه می دهد.

اگر علاقه مند به بررسی استفاده از CMC در پروژه های چاپ سه بعدی خود هستید، دوست دارم با شما گپ بزنم. ما می توانیم نیازهای خاص شما را مورد بحث قرار دهیم و محصول مناسب CMC را برای شما پیدا کنیم. چه یک سرگرمی در مقیاس کوچک باشید یا یک تولید کننده در مقیاس بزرگ، ما تخصص و محصولاتی برای پشتیبانی از نیازهای چاپ سه بعدی شما داریم. فقط کافی است تماس بگیرید، و بیایید در مورد اینکه چگونه CMC می تواند چاپ سه بعدی شما را به سطح بعدی برساند، گفتگو را آغاز کنیم.

مراجع

• Buchholz, FL, & Graham, A. (Eds.). (1998). اترهای سلولزی: صمغ های صنعتی: پلی ساکاریدها و مشتقات آنها. جان وایلی و پسران
• Yang, Y., Zhang, Y., & Ma, PX (2017). چاپ زیستی سه بعدی برای مهندسی بافت و پزشکی بازساختی. بررسی های انجمن شیمی، 46 (23)، 7243 - 7277.
• گیبسون، آی، روزن، DW، و استاکر، بی. (2015). فن آوری های ساخت افزودنی: چاپ سه بعدی، نمونه سازی سریع و تولید مستقیم دیجیتال. اسپرینگر.