ﺑﺎ وﺟﻮد اﯾﻨﮑﻪ ﺑﺘﻦ ﯾﮏ ﻣﺎده ﻣﺘﺪاول در ﺻﻨﻌﺖ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن اﺳﺖ، ﺧﻮدﮐﺎرﺳﺎزی در ﺳﺎﺧﺖ ﺳﺎزهﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﮐﻢ اﺳﺖ. ﺗﮑﻨﯿﮏﻫﺎی ﺳﺎﺧﺖ اﻓﺰودﻧﯽ (پرینت سه بعدی) اﯾﻦ ﻣﺸﮑﻞ را ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺣﻞ ﮐﻨﺪ. در اﯾﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﻪ ﺑﺮرﺳﯽ ﻣﺰاﯾﺎی اﺳﺘﻔﺎده از پرینتر سه بعدی ﺑﺘﻦ و سازه های سیمانی ﻫﺎ و همچنین ﺗﺸﺮﯾﺢ دﺳﺘﮕﺎه پرینتر سه بعدی ﮐﻪ ﺑﺘﻦ را ﺑﻪ ﮐﻤﮏ روش ﻫﺎی ﺳﺎﺧﺖ اﻓﺰودﻧﯽ و ﺑﺎ ﺗﮑﻨﯿﮏ ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻣﯿﻨﻤﺎﯾﺪ ﭘﺮداﺧﺘﻪ ﻣﯿﺸﻮد.
اﯾﻦ ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﭘﺮﯾﻨﺖ اﻧﻮاع ﺳﺎزه ﻫﺎ ﺑﺎ اﺷﮑﺎل ﭘﯿﭽﯿﺪه را داراﺳﺖ و ﻣﯿﺘﻮاﻧﺪ ﺳﺎزه ﻫﺎ را ﺑﺎ ﮐﻤﺘﺮﯾﻦ ﻫﺰﯾﻨﻪ و ﺑﯿﺸﺘﺮﯾﻦ ﺳﺮﻋﺖ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻧﻤﺎﯾﺪ.
در اﯾﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﭘﺲ از ﺗﺸﺮﯾﺢ چگونگی عملکرد دستگاه پرینتر سه بعدی بتن، ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻫﺎی ﻣﻮﺛﺮ در کیفیت پرینت سیمان ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﺧﻮاﻫﺪ ﮔﺮﻓﺖ.
پرینتر سه بعدی ﺑﺘﻦ و ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻣﻮﺛﺮ در ﭘﺮﯾﻨﺖ سازه های سیمانی
ﺑﺎوﺟﻮداﯾﻨﮑﻪ ﺑﺘﻦ ﯾﮏ ﻣﺎده ﻣﺘﺪاول در ﺻﻨﻌﺖ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن اﺳﺖ، ﺧﻮدﮐﺎرﺳﺎزی در ﺳﺎﺧﺖ ﺳﺎزهﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﮐﻢ اﺳﺖ.
ﺗﮑﻨﯿﮏﻫﺎی ﺳﺎﺧﺖاﻓﺰودﻧﯽ اﯾﻦ ﻣﺸﮑﻞ را ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺣﻞ ﮐﻨﺪ. این تکنیک ﺳﺎﺧﺖ ﺗﻤﺎم اتوماتیک قطعات، ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ ﺳﻔﺎرﺷﯽﺳﺎزی و ﺳﺎﺧﺖ اﺟﺰاء ﭘﯿﭽﯿﺪه و ﺑﺪون ﻫﺰﯾﻨﻪ زﯾﺎد را ﻧﻮﯾﺪ ﻣﯽدﻫﺪ. در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ روشﻫﺎی ﻣﻌﻤﻮل، ﺗﮑﻨﯿﮏ ﺳﺎﺧﺖاﻓﺰودﻧﯽ ( Additive manufacturing ) دارای ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﭘﯿﭽﯿﺪﮔﯽ ﻫﻨﺪﺳﯽ زﯾﺎد در ﺗﻌﺪاد ﮐﻢ، اﺳﺖ. ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی پرینت سه بعدی ﻓﺮﻣﯽ از ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺳﺎﺧﺖاﻓﺰودﻧﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ در آن ﻗﻄﻌﻪ از رویﻫﻢ ﻗﺮار دادن ﻻﯾﻪﻫﺎی ﻣﺘﻮاﻟﯽ اﻓﻘﯽ ﺑﺮ روی ﻫﻢ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد.
پرینت سه بعدی ﺑﻪ روﺷ ﺒﺴﺘﺮﭘﻮدر اﻣﮑﺎن ﺳﺎﺧﺖ اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ ﺷﮑﻞ آزاد را ﺑﺪون ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻗﺎﻟﺐ و ﯾﺎ اﺑﺰار ﺧﺎص ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯽآورد.
ﺳﺎزه ﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﺎزی ﺷﺪه ﺑﺮای ﺟﺮﯾﺎن ﻧﯿﺮو ﯾﺎ اﻟﺰاﻣﺎت ﻓﯿﺰﯾﮏ ﺳﺎزه، ﺑﺎ اﯾﻦ روش ﺑﻪ راﺣﺘﯽ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﻟﯿﺪ هستند؛ ساخت افزودنی ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ دوراﻫﯽ اﻧﺘﺨﺎب ﺑﯿﻦ ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزی ﻫﻨﺪﺳﯽ ﺳﺎزه و اﻓﺰاﯾﺶ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ را ﺣﻞ ﻧﻤﺎﯾﺪ.
ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی پرینت سه بعدی ﻓﺮﻣﯽ از ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺳﺎﺧﺖاﻓﺰودﻧﯽ اﺳﺖ. در این روش ﻗﻄﻌﻪ از رویﻫﻢ ﻗﺮار دادن ﻻﯾﻪﻫﺎی ﻣﺘﻮاﻟﯽ اﻓﻘﯽ ﺑﺮ رویﻫﻢ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد.
ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت اﻧﺠﺎمﺷﺪه دو ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻣﻬﻢ ﮐﻪ ﭘﺮوﺳﻪ پرینت سه بعدی را ﮐﻨﺘﺮل ﻣﯽﮐﻨﺪ ﻋﺒﺎرت اﺳﺖ از:
1- ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ سه بعدی که اندازه و سرعت پرینت و عوامل دیگر در آن مورد توجه است.
2- ﻣﺎده ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﻮﻧﺪه ﮐﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﻣﯽﮐﻨﺪ پرینتر سه بعدی ﭼﻪ ﻧﻮع ﻗﻄﻌﻪای را ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮐﻨﺪ.
ﺑﺮای اﻫﺪاف ﺳﺎزهای ﻣﺨﺘﻠﻒ دو ﮔﺮوه اﺻﻠﯽ از ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ وﺟﻮد دارد ﮐﻪ ﻫﻤﻪ روشﻫﺎی ﭘﺮﯾﻨﺖ زﯾﺮﻣﺠﻤﻮﻋﻪ اﯾﻦ دو ﮔﺮوه ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ: روش ﮐﺎﻧﺘﻮرﮐﺮﻓﺘﯿﻨﮓ Contour Crafting و روش ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر Particle-bed .
ﻫﺮﮐﺪام از اﯾﻦ روشﻫﺎ ﺑﺮای اﻫﺪاف ﺧﺎﺻﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ وﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎی متفاوتی ﻧﯿﺰ دارﻧﺪ.
این روش ﺳﺮﻋﺖ ﭘﺮﯾﻨﺖ و ﺑﻬﺮه وری را ﻫﺪف ﻗﺮار داده اﺳﺖ. از اﯾﻦ رو ﺟﺰء ﭘﺮﯾﻨﺘﺮﻫﺎی ﺑﺎ رزوﻟﻮﺷﻦ ﭘﺎﯾﯿﻦ اﺳﺖ. اﯾﻦ روش ﻣﺘﺪاولﺗﺮﯾﻦ روش ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده است و ﺑﻪ ﺻﻮرت وﯾﮋه ﺑﻪ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ اﻧﺒﻮه ﮐﻤﮏ ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺎﻻ ﻣﻮﺳﻮم ﺑﻪ ﮐﺎﻧﺘﻮرﮐﺮﻓﺘﯿﻨﮓ ﭘﺮﯾﻨﺖ، در ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﺎده و ﺷﮑﻞ ﺳﺎزه ﻣﺤﺪودﯾﺖﻫﺎی ﺧﺎﺻﯽ وﺟﻮد دارد.
ﻧﻮﻋﯽ از روش ﮐﺎﻧﮑﺠﺖ Concjet وﺟﻮد دارد ﮐﻪ ﻋﻤﻠﮑﺮد اﯾﻦ روش ﻣﺎﻧﻨﺪ روش ﮐﺎﻧﺘﻮرﮐﺮﻓﺘﯿﻨﮓ ﻣﺘﺪاول اﺳﺖ و ﻣﺎده ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺑﻪﺻﻮرت ﺧﻤﯿﺮ ﺗﺰرﯾﻖﻣﯽﺷﻮد. ﺗﻔﺎوﺗﯽ ﮐﻪ اﯾﻦ روش ﺑﺎ روش ﮐﺎﻧﺘﻮرﮐﺮﻓﺘﯿﻨﮓ دارد اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ در روش ﮐﺎﻧﮑﺠﺖ ﻻﯾﻪ ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻧﺎزكﺗﺮ و ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﮐﻤﺘﺮ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ اﺟﺎزه اﺳﺘﻔﺎده از ﺑﺘﻦ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎﻻﺗﺮ را ﻣﯽدﻫﺪ. ﺳﺮﻋﺖ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﭘﺮﯾﻨﺖ، ﺳﺪی در راه اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ روش ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ اﻧﺒﻮه و ﻗﻄﻌﺎﺗﯽ ﺑﺎ ﺳﺎﯾﺰ ﺑﺰرگ اﺳﺖ.
روش ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر ﭘﯿﭽﯿﺪﮔﯽ اﻟﻤﺎن ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪه را ﻫﺪف ﻗﺮار داده اﺳﺖ. در اﯾﻦ روش ﻣﺎﺷﯿﻦ ﯾﮏ ﻻﯾﻪ از ذرات ﺷﻦ را ﺑﺮ روی ﺳﻄﺢ ﭘﻬﻦ ﻣﯽﮐﻨﺪ و ﻧﺎزل ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ ﯾﮏ ﻧﻮع از ﭼﺴﺐ را ﺑﺮ روی ﻣﺤﻞﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﻻزم اﺳﺖ ﺻﻠﺐ ﺑﺎﺷﻨﺪ،اﻋﻤﺎل ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﯾﮑﯽ از ﻣﺸﮑﻼت اﯾﻦ روش ﺳﺮﻋﺖ ﭘﺎﯾﯿﻦ آن اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ اﻧﺒﻮه ﻣﺤﺪودﯾﺖ اﯾﺠﺎد ﻣﯽﮐﻨﺪ.
ﯾﮑﯽ از ﺗﻔﺎوتﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ اﯾﻦ روش ﺑﺎ روشﻫﺎی دﯾﮕﺮ دارد، اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ در اﯾﻦ روش ذراﺗﯽ از ﺑﺴﺘﺮ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻫﻢ ﭼﺴﺒﯿﺪه ﻧﺸﺪه اﻧﺪ، از ذراﺗﯽ ﮐﻪ ﭼﺴﺒﯿﺪه ﺷﺪه اﻧﺪ ﺣﻤﺎﯾﺖ ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ و از رﯾﺰش ذرات ﭼﺴﺒﯿﺪه ﺷﺪه ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ؛ ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ روش ﻣﯽﺗﻮان ﻗﻄﻌﺎﺗﯽ ﺑﺎ رزوﻟﻮﺷﻦ ﺑﺎﻻ و ﭘﯿﭽﯿﺪﮔﯽ زﯾﺎد را ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮐرد.
روش بستر پودر ﺑﺮ اﺳﺎس اﯾﺠﺎد ﻻﯾﻪ ﻣﺴﻄﺢ ﺧﺸﮏ و ﺗﻐﯿﯿﺮ در ﻧﻘﺎط دﻟﺨﻮاه اﺳﺖ. پایین تر و در ﺷﮑﻞ 1 ﻣﺮاﺣﻞ روش ﭘﺮﯾﻨﺖ سه بعدی ﺑﻪ روش ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﻗﺎﺑﻞ ﻣﺸﺎﻫﺪه اﺳﺖ.
در ﻣﺮﺣﻠﻪ (1) ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ ﻣﺪل ﻃﺮاﺣﯽﺷﺪه ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺮم اﻓﺰارﻫﺎی پرینت سه بعدی ﺑﻪ ﻣﺪﻟﯽ ﻗﺎﺑﻞ ﭘﺮﯾﻨﺖ، ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺷﻮد. ﻧﺮم اﻓﺰار ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ به داده هایی ﮐﻪ دارد، ﻣﺪل را ﺑﻪ ﺳﻄﻮح ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺮش ﻣﯽزﻧﺪ ﮐﻪ ﻫﺮﮐﺪام از اﯾﻦ ﺳﻄﻮح در واﻗﻊ ﻻﯾﻪﻫﺎی ﺷﻦ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ ﺑﺮ رویﻫﻢ ﻗﺮار ﮔﯿﺮﻧﺪ.
ﺑﻌﺪ از اﯾﻨﮑﻪ ﻣﺪل ﺑﻪ دﺳﺘﮕﺎه داده ﺷﺪ، در ﻣﺮﺣﻠﻪ (2) دﺳﺘﮕﺎه ﻻﯾﻪای از ﺷﻦ ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻣﺸﺨﺺ ﺑﺮ روی ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻬﻦ ﻣﯽﮐﻨﺪ.
در ﻣﺮﺣﻠﻪ (3) ﻧﺎزل ﻣﺎده ﭼﺴﺐ را ﺑﺮ روی ﻗﺴﻤﺖﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ ﺑﻪ ﻫﻢ ﭼﺴﺒﺎﻧﺪه ﺷﻮﻧﺪ ﻣﯽرﯾﺰد ﺗﺎ ﻻﯾﻪ ﻣﻮردﻧﻈﺮ اﻟﮕﻮ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺧﻮد را درﯾﺎﺑﺪ.
در ﻣﺮﺣﻠﻪ (4) ﮐﻔﯽ ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﭘﺎﯾﯿﻦﺗﺮ ﻣﯽآﯾﺪ ﺗﺎ ﻓﻀﺎ ﺑﺮای ﭘﻬﻦ ﺷﺪن ﺳﻄﺢ ﺟﺪﯾﺪی از ﻣﻮاد ﺑﺴﺘﺮ ﻓﺮاﻫﻢ آﯾﺪ. سپس روﻧﺪ ﭘﻬﻦ ﮐﺮدن ﭘﻮدر و ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن ذرات اداﻣﻪ ﭘﯿﺪا ﻣﯽﮐﻨﺪ ﺗﺎ ﺷﮑﻞ ﺑﻪﻃﻮر ﮐﺎﻣﻞ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﻮد. در ﻣﺮﺣﻠﻪ آﺧﺮ ﺷﻦﻫﺎی ﭼﺴﺒﯿﺪه ﻧﺸﺪه از ﮐﻨﺎر ﺟﺴﻢ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪه زدوده ﻣﯽﺷﻮد.
ﺷﮑﻞ -1 ﻣﺮاﺣﻞ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﺮﯾﻨﺖ سه بعدی بتن ﺑﻪ روش ﺑﺴﺘﺮ ذرات.
ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻣﻮادی ﮐﻪ ﺑﺮای پرینت سه بعدی اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد، ﺳﻪ ﺗﮑﻨﯿﮏ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺑﻪ روش ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻮرداﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﯿﺮد ﮐﻪ ﻋﺒﺎرت اﻧﺪ از:
ﺷﮑﻞ -2 روش ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺳﻪ ﺑﻌﺪی بتن ﺑﻪ روش ﺑﺴﺘﺮ ذرات.
در اﯾﻦ ﺗﮑﻨﯿﮏ، ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﺷﺎﻣﻞ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ از ﻣﻮاد داﻧﻪ رﯾﺰ (ﻣﻌﻤﻮﻻ ﻣﺎﺳﻪ ﮐﻮﭼﮏﺗﺮ از 1 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ) و ﭼﺴﺐ اﺳﺖ، در ﻣﻮرد ﻗﻄﻌﺎت ﺑﺘﻨﯽ، ﺳﯿﻤﺎن ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﭼﺴﺐ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮد.
ﺳﯿﻤﺎن ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻣﺤﻠﯽ ﺑﺎ اﺳﭙﺮی ﯾﺎ ﺟﺘﯿﻨﮓ آب و ﯾﺎ ﻣﺤﻠﻮل آب-اﻓﺰوﻧﻪ ﺑﻪ ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر ﻓﻌﺎل ﻣﯽﺷﻮد و ﯾﮏ ﻣﺎﺗﺮﯾﺲ از ﺟﻨﺲ ﺧﻤﯿﺮ ﺳﯿﻤﺎن دور داﻧﻪﻫﺎ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻣﯽدﻫﺪ. شکل 2 قسمت A
در اﯾﻦ روش، ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر ﺷﺎﻣﻞ ﻣﻮاد داﻧﻪرﯾﺰ (ﺑﺎ ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ ﻗﻄﺮ ﮐﻮﭼﮏﺗﺮ از 5 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ) و ﺑﺪون ﭼﺴﺐ اﺳﺖ. ﺧﻤﯿﺮ ﭼﺴﺐ ﺷﺎﻣﻞ ﺳﯿﻤﺎن، آب و اﻓﺰوﻧﻪ اﺳﺖ و ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﻧﺎزل ﺑﺮ روی ذرات اﻋﻤﺎل ﻣﯽﺷﻮد. ﺧﻤﯿﺮ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﺎﯾﺪ ﺟﺎﻫﺎی ﺧﺎﻟﯽ ﺑﯿﻦ ذرات را ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻗﻄﻌﺎﺗﯽ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺎﻓﯽ ﭘﺮ ﮐﻨﺪ. ﺷﮑﻞ 2 ﻗﺴﻤﺖ B A
در اﯾﻦ ﺗﮑﻨﯿﮏ ﯾﮏ ﭼﺴﺐ ﻣﺎﯾﻊ ﺑﺮ روی ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر اﻋﻤﺎل ﻣﯽﺷﻮد. وﻗﺘﯽﮐﻪ ﻗﺎﻟﺐ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪ، ﭼﺴﺐ ﮐﻪ ﻣﻌﻤﻮلاً رزﯾﻦ اﺳﺖ، ﺑﺎ ﺟﺰء ﺳﺨﺖﮐﻨﻨﺪه ﻣﻮﺟﻮد در ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر واﮐﻨﺶ اﻧﺠﺎم ﻣﯽدﻫﺪ. شکل 2 قسمت B
>> بیشتر بدانید: پرینتر سه بعدی چیست؟
ﻃﺮاﺣﯽ اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻧﯿﺎزﻣﻨﺪی ﻫﺎی مختلف تحمیل شده از ﺟﻬﺖ زﯾﺒﺎﯾﯽ ﺷﻨﺎﺳﯽ، ﭘﺎﯾﺪاری، ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ تحمل و انتقال نیرو، فیزیک سازه، دوام و همچنین پروسه تولید (قابلیت تولید شدن)، انجام میشود. اما معمولاً همه این ﻧﯿﺎزﻣﻨﺪیﻫﺎ در ﻫﻤﻪ ﻧﻮاﺣﯽ اﻟﻤﺎن ﻧﺒﺎﯾﺪ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪ. در واﻗﻊ ﺗﻤﺮﮐﺰ زﯾﺒﺎﯾﯽ شناسی بر روی ﺷﮑﻞ، ﺳﻄﺢ و ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺣﻤﻞ ﻧﯿﺮو، ﻣﻘﺎوﻣﺖ و ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی ﺟﺰﺋﯽ در ﻣﺤﻞ ﻣﺸﺨﺼﯽ از اﻟﻤﺎن ﺳﺎزه ای اﺳﺖ. درنهایت ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻃﺮاﺣﯽ اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺳﺎزه، ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ ﺳﻪ ﺑﻌﺪی بتن ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺳﻔﺎرﺷﯽﺳﺎزی را در ﺳﻄﺢ ﺑﺎﻻ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻋﺪم وﺟﻮد اﺑﺰار ﺧﺎﺻﯽ ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺖ اﻟﻤﺎن، اﺟﺎزه میدﻫﺪ.
ﺑﻌﻼوه ﺗﻐﯿﯿﺮات داﺧﻞ ﯾﮏ اﻟﻤﺎن ﯾﻌﻨﯽ ﺳﺎزه های ﻄﺒﻘﻪﺑﻨﺪیﺷﺪه، ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ واﺳﻄﻪ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﺗﮑﻨﯿﮏ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﻮد.
ﺑﻪ دﻟﯿﻞ اﯾﻨﮑﻪ ﻣﺠﻤﻮع ذرات ازﻟﺤﺎظ ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ ﭘﺎﯾﺪار ﻫﺴﺘﻨﺪ، در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ ﺳﺎﯾﺮ روشﻫﺎی ﺳﺎﺧﺖ اﻓﺰودﻧﯽ، استفاده از پرینتر سه بعدی بتن ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر، ﺗﻘﺮﯾﺒاً ﻫﯿﭻ ﻣﺤﺪودﯾﺘﯽ در اﻧﺘﺨﺎب ﻓﺮم ﻗﻄﻌﻪ ﻧﺪارد. ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﺳﻄﻮح ﺷﯿﺐدار، ﺑﺮآﻣﺪﮔﯽﻫﺎ، ﻗﻮسﻫﺎ، ﻃﺎقﻫﺎ، ﺗﯿﺮﻫﺎی ﻣﻌﻠﻖ، ﯾﺎ ﺗﯿﺮﻫﺎی ﭘﯿﺶ آﻣﺪه (ﺳﮓ دﺳﺖ)، ﻣﯽﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺑﻪراﺣﺘﯽ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ روش ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﻮﻧﺪ.
ﻣﺰﯾﺖ ﺑﻌﺪی دﻗﺖ (رزوﻟﻮﺷﻦ) ﺑﺎﻻی اﯾﻦ روش ﺣﺘﯽ ﺑﺮای اﺷﯿﺎء ﺑﺰرگ اﺳﺖ. ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﺳﺎﯾﺰ ذرات دﻗﺖ ﺗﺎ 0.1 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ ﻗﺎﺑﻞدﺳﺘﺮﺳﯽ اﺳﺖ. ﺳﺮﻋﺖ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﺤﺼﻮلﺑﺴﺘﮕﯽ ﺑﻪ ﭘﯿﭽﯿﺪﮔﯽ ﻫﻨﺪﺳﯽ ﻣﺤﺼﻮل دارد.
ازﻧﻈﺮ زﯾﺴﺖﻣﺤﯿﻄﯽ ﻧﯿﺰ اﯾﻦ روش دارای ﮐﺎراﯾﯽ ﻓﺮاواﻧﯽ اﺳﺖ. ﻣﻬﻨﺪﺳﯿﻦ ﻋﻤﺮان ﺑﻪ دﻻﯾﻞ اﻗﺘﺼﺎدی و زﯾﺴﺖﻣﺤﯿﻄﯽ ﺑﻪ دﻧﺒﺎل روﺷﯽ ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺖ ﺳﺎزهﻫﺎ ﺑﺎ ﺻﺮﻓﻪ ﺟﻮﯾﯽ زﯾﺎد در ﻣﺎده ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش ﺳﺎﺧﺖ اﻓﺰودﻧﯽ ﻣﯽﺗﻮان ﺳﺎزه ﻫﺎی ﺷﮑﻞ آزاد را ﺑﺪون ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻗﺎﻟﺐ ﯾﺎ اﺑﺰار ﺧﺎص ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮐﺮد؛
ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪاﻧﺪازه و ﭘﯿﭽﯿﺪﮔﯽ ﻣﺤﺼﻮل ﻧﺨﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. اﯾﻦ ﺗﮑﻨﯿﮏ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻣﺤﺪوده ﺳﺎﺧﺖ اﺷﮑﺎﻟﯽ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﯿﻪ اﻗﺘﺼﺎدی را اﻓﺰاﯾﺶ دﻫﺪ و ﺑﻪﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل در زﻣﯿﻨﻪ ﺳﺎﺧﺖ ﻧﮕﺎرهﻫﺎی اﺳﺘﺎﺗﯿﮑﯽ از اﯾﻦ روش اﺳﺘﻔﺎده ﺸﻮد. ﻣﻮاﺟﻬﻪ ﺑﺎ ﭼﺎﻟﺶﻫﺎی اﺳﺎﺳﯽ زﯾﺴﺖﻣﺤﯿﻄﯽ ﺑﺎ ﻓﻌﺎﻟﯿﺖﻫﺎی ﺳﺎﺧﺖوﺳﺎز اﻓﺰاﯾﺶ ﭘﯿﺪا ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﺗﺮﮐﯿﺐ اﺳﺘﻔﺎده از پرینتر سه بعدی بتن و ﯾﺎﻓﺘﻪ ﻫﺎ در ﻋﻠﻢ ﻣﻮاد ﺑﺘﻨﯽ در اﯾﻦ راﺳﺘﺎ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺳﻮدﻣﻨﺪ ﺑﺎﺷﺪ.
ﺳﺎزهﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ ﺷﮑﻞ ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزی ﺷﺪه ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻘﺪار ﻣﺎده ﻻزم را ﮐﺎﻫﺶ دﻫﺪ و اﻧﺮژی اﺗﻼﻓﯽ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن را ﮐﺎﻫﺶ دﻫﺪ. ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزی ﺳﺎﺧﺘﺎر و اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﮑﻨﯿﮏﻫﺎی ﺳﺎﺧﺖاﻓﺰودﻧﯽ ﻣﺎده اوﻟﯿﻪ ﻣﻮردﻧﯿﺎز را ﺗﺎ 70 درﺻﺪ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽدﻫﺪ.
ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺸﺎن زد زﯾﺴﺖ ﻣﺤﯿﻄﯽ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه ﺑﺮای ﺻﻨﻌﺖ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ( 40 درﺻﺪ اﻧﺮژی ﺟﻬﺎﻧﯽ ، 38 درﺻﺪ ﻧﺸﺮ ﮔﺎزﻫﺎی ﮔﻠﺨﺎﻧﻪای،12 درﺻﺪ اﺳﺘﻔﺎده آب آﺷﺎﻣﯿﺪﻧﯽ ﺟﻬﺎﻧﯽ ، و 40 درﺻﺪ ﻣﺎده ﺟﺎﻣﺪ اﺗﻼﻓﯽ در ﮐﺸﻮرﻫﺎی ﺗﻮﺳﻌﻪﯾﺎﻓﺘﻪ) و اﻧﺘﺸﺎر ﮐﺮﺑﻦ دیاﮐﺴﯿﺪ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺳﯿﻤﺎن ( 5 ﺗﺎ 7 درﺻﺪ از ﻣﻘﺪار ﮐﻞ اﻧﺘﺸﺎر ﮐﺮﺑﻦ ﺗﻮﺳﻂ اﻧﺴﺎن)، ﺻﺮﻓﻪﺟﻮﯾﯽ در ﻣﻮاد ﻧﻪ ﺗﻨﻬﺎ ازﻟﺤﺎظ اﻗﺘﺼﺎدی ﻣﻬﻢ اﺳﺖ ﺑﻠﮑﻪ ازﻟﺤﺎظ زﯾﺴﺖﻣﺤﯿﻄﯽ ﻧﯿﺰ از اﻫﻤﯿﺖ ﺑﺎﻻﯾﯽ ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ. اﻓﺰون ﺑﺮ اﯾﻦ، ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺟﺰﺋﯿﺎت ﻋﻤﻠﮑﺮدی ﯾﺎ ﺑﺎزﺷﻮﻫﺎ ﺑﺮای ﺳﺮوﯾﺲﻫﺎی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن در ﺑﺘﻦ ﭘﯿﺶﺳﺎﺧﺘﻪ، ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن را ﺳﺎده ﺗﺮ ﮐﻨﺪ.
ﻋﻼوه ﺑﺮ اﯾﻦ استفاده از پرینتر سه بعدی بتن با روش ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر ﻓﺮﺻﺖ ﻃﺮاﺣﯽ اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ را ﻧﯿﺰ ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯽآورد. دستگاه های پرینتر سه بعدی بتن ﺑﻪ روش ﺑﺴﺘﺮﭘﻮدر اﻣﮑﺎن ﺳﺎﺧﺖ اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ ﺷﮑﻞ آزاد را ﺑﺪون ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻗﺎﻟﺐ و ﯾﺎ اﺑﺰار ﺧﺎص ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯽآورد. ﺳﺎزهﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزی ﺷﺪه ﺑﺮای ﺟﺮﯾﺎن ﻧﯿﺮو ﯾﺎ اﻟﺰاﻣﺎت ﻓﯿﺰﯾﮏ ﺳﺎزه، ﺑﺎ اﯾﻦ روش ﺑﻪراﺣﺘﯽ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﻮد؛ ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ اﯾﻦ روش ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻣﺸﮑﻞ اﻧﺘﺨﺎب ﺑﯿﻦ ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزی ﻫﻨﺪﺳﯽ ﺳﺎزه و اﻓﺰاﯾﺶ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ را ﺣﻞ ﻧﻤﺎﯾﺪ.
در سال 1986، اوﻟﯿﻦ ﺗﮑﻨﯿﮏ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺳﺎﺧﺖ اﻓﺰودﻧﯽ ﺑﺮ ﭘﺎﯾﻪ ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر (SLS: Selective laser sintering) از ﻟﯿﺰر ﺑﺮای زﯾﻨﺘﺮ ﮐﺮدن ﭘﻮدر ﻓﻠﺰ، ﭘﻼﺳﺘﯿﮏ ﭘﻠﯿﻤﺮ، ﯾﺎ ﺳﺮاﻣﯿﮏ ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﺗﻮﻟﯿﺪ اﺷﯿﺎء ﺻﻠﺐ اﺳﺘﻔﺎده ﮐﺮد.
اوﻟﯿﻦ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﺑﺮای ﭘﺮﯾﻨﺖ اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﺗﻮﺳﻂ ﭘﮕﻨﺎ در 1995 اراﺋﻪ ﺷﺪ. اراﺋﻪ او اﯾﺪهای ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺳﺎزهﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﺷﮑﻞ آزاد ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻗﺮار دادن ﺳﯿﻤﺎن ﭘﺮﺗﻠﻨﺪ ﺑﺮ روی ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر (ﻣﺎﺳﻪ) در ﻣﮑﺎن اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ ﺑﻮد. ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ روش اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺗﻮﺧﺎﻟﯽ ﺑﺎ اﺑﻌﺎد 15,2×7,6×7,6 ﺳﺎﻧﺘﯽﻣﺘﺮﻣﮑﻌﺐ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﺪ. ﻋﺎﻣﻞ واﮐﻨﺶدار ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺑﺨﺎر آب در ﻓﺸﺎر اﺗﻤﺴﻔﺮﯾﮏ ﺑﯿﻦ ﻫﺮ ﻻﯾﻪ ﻓﻌﺎل ﺷﺪه و ذرات ﺑﻪ ﻫﻢ ﻓﺸﺮده ﻣﯽﺷﺪﻧﺪ.
ﺷﮑﻞ -3 ﻧﻤﺎﯾﯽ ﺷﻤﺎﺗﯿﮏ از ﻣﺮاﺣﻞ روش اراﺋﻪﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﭘﮕﻨﺎ
دﯾﻨﯽ (Dini) اوﻟﯿﻦ روش ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ ﺑﺮای ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎی ﺑﺰرگ را اﯾﺠﺎد ﮐﺮد ﮐﻪ ﺑﻪ ِD-Shape ﻣﻌﺮوف اﺳﺖ. اﯾﻦ روش ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎی ﺑﺰرگ ﺑﻮد، از ﯾﮏ پرینتر سه بعدی بتن ﺑﺎ ﻋﺮض 6 ﻣﺘﺮ و همچنین ﯾﮏ ﻫﺪ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﮐﻪ درﺑﺮﮔﯿﺮﻧﺪه 300 ﻧﺎزل ﺑﻮد، اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﮐﺮد.
در اﯾﻦ روش ﻧﻤﻮﻧﻪای ﮐﻪ ﻃﺮح آن ﺑﻪوﺳﯿﻠﻪ ﮐﺎﻣﭙﯿﻮﺗﺮ ﺑﺮش داده ﺷﺪه اﺳﺖ، ﺑﺎ ﻗﺮار دادن ﻻﯾﻪﻫﺎی 5 ﻣﯿﻠﯽ ﻣﺘﺮی از ﺷﻦ ﺑﺮ روی ﻫﻢ و اﻋﻤﺎل ﭼﺴﺐ در ﻣﺤﻞﻫﺎی اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ، ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد.
ﺑﻌﺪ از اﺗﻤﺎم ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﻮﻟﯿﺪ، ﻣﺎﺳﻪ ﻣﺎزاد زدوده ﺷﺪه و ﺑﺮ روی ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻋﻤﻠﯿﺎت ﻧﻔﻮذ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻗﻄﻌﻪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﻓﺰودن ﭼﺴﺐ ﺻﻮرت ﻣﯽﭘﺬﯾﺮد. ﺳﭙﺲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه ﭙﻮﻟﯿﺶﮐﺎری ﻣﯽﺷﻮد.
در سال 2010 ﮔﯿﺒﻨﺰ (Gibbons) ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺮﮐﯿﺒﺎت ﺳﯿﻤﺎﻧﯽ و ﺑﺎ ﮐﻤﮏ ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی پرینتر سه بعدی بتن به نام ﭘﯿﺰواﻟﮑﺘﺮﯾﮏ (z- 402 Z model corp) ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻻﯾﻪ 0,1 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ اﺳﺘﻔﺎده ﮐﺮد. اﺻﻼحﮐﻨﻨﺪهﻫﺎی ارﮔﺎﻧﯿﮏ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﮐﺮﺑﻮﮐﺴﯽﻣﺘﯿﻞﺳﻠﻮز، ﭘﻮﻟﯽوﯾﻨﻞ اﻟﮑﻞ و ﮔﻠﯿﺴﯿﺮﯾﻦ (ﮐﻤﺘﺮ از 5 درﺻﺪ وزﻧﯽ) ﺟﻬﺖ ﺑﻬﺒﻮد رزوﻟﻮﺷﻦ و دوام ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺑﻪ ﭘﻮدر ﯾﺎ ﻣﺎﯾﻊ اﺿﺎﻓﻪ ﺷﺪ. ﻋﻼوه ﺑﺮاﻓﺰودﻧﯽﻫﺎ، ﺟﺰ اﺻﻠﯽ ﭘﻮدر، ﺳﯿﻤﺎن زود ﺳﺨﺖﺷﻮﻧﺪه ﺑﻮد و ﻣﺎﯾﻊ واﮐﻨﺶدﻫﻨﺪه، آب ﮐﺎﻧﯽزداﯾﯽ ﺷﺪه ﺑﻮد.
ﺑﺎ ﺗﻤﺮﮐﺰ ﺑﺮ روی ﻃﺮاﺣﯽ ﻫﻨﺴﻤﯿﺮ و دﻟﻨﺒﺮﮔﺮ (Hansmeyer and Dillenburger)، ﯾﮏ ﺳﺎزه ﺑﺎ ارﺗﻔﺎع 3,5 ﻣﺘﺮ ﮐﻪ “اﻋﺠﻮﺑﻪ دﯾﺠﯿﺘﺎل” ﻧﺎﻣﯿﺪه ﺷﺪ، اراﺋﻪ ﮐﺮدﻧﺪ. این سازه با ﺗﮑﻨﯿﮏ ﺟﺘﯿﻨﮓ ﭼﺴﺐ در سال 2013 ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪ.
ﻓﺎﯾﺪه اﯾﻦ ﭘﺮوژه ﯾﺎﻓﺘﻦ ﻣﺤﺪودﯾﺖ اﻟﮕﻮرﯾﺘﻢ ﭘﺎﯾﺶ ﻓﺮم دﯾﺠﯿﺘﺎل ﺑﻮد؛ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺑﻪ روش ﺟﺘﯿﻨﮓ ﭼﺴﺐ در ﻣﻌﻤﺎری و رزوﻟﻮﺷﻦ ﻗﺎﺑﻞﻟﻤﺴ این روش را ﻧﺸﺎن داد. ﺷﺮﮐﺖ ووﮐﺴﻠﺠﺖ (Voxeljet) از ﺗﮑﻨﯿﮏ ﺟﺘﯿﻨﮓ ﭼﺴﺐ ﺑﺮ روی ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدری، ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﮐﻮﭼﮏ و ﺑﺰرگ اﺳﺘﻔﺎده ﮐﺮد. ﻻﯾﻪﻫﺎ ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﺑﯿﻦ 0,15 ﺗﺎ 0,3 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ ﺿﺨﺎﻣﺖ داﺷﺘﻨﺪ و ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ دارای رزوﻟﻮﺷﻦ 300 ﺗﺎ 600 ﻧﻘﻄﻪ ﺑﺮ اﯾﻨﭻ ﺑﻮدﻧﺪ.
اﻟﻒ: ﺷﻦ ﮐﻮارﺗﺰ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدری ﺑﺎ ﭼﺴﺐ رزﯾﻦ ﻓﻮران ﯾﺎ ﭼﺴﺐ رزﯾﻦ ﻓﻨﻮل
ب: PMMA ﺑﻪﻋﻨﻮان ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدری در ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺑﺎ ﭼﺴﺐ ﭘﺎﻟﯿﭙﺮ.
ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﭼﺴﺐ رزﯾﻦ ﻓﻮران ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮ از 2،2 ﻣﮕﺎﭘﺎﺳﮑﺎل ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪ. ﺑﺎ ﭼﺴﺐ رزﯾﻦ ﻓﻨﻮل ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺑﯿﻦ 2,5 ﺗﺎ 5 ﻣﮕﺎﭘﺎﺳﮑﺎل ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ. ﺗﺮﮐﯿﺐ ﭘﺎﻟﯿﭙﺮ ﺑﺎ PMMA( Methyl methacrylate ) ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﺗﺎ 4,3 ﻣﮕﺎﭘﺎﺳﮑﺎل اﯾﺠﺎد ﻣﯽﮐﺮد. ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی ﺟﺘﯿﻨﮓ ﭼﺴﺐ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺖ ﻗﺎﻟﺐﻫﺎی ﺷﮑﻞ آزاد ﺑﺘﻨﯽ ﻣﻮرداﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﯿﺮد.
سال 2014 ﻓﺮام (Fromm)، اﯾﺪه ای را ﺑﺮای ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻣﺤﺪوده اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ از اﻟﻤﺎن ﻫﺎی ﺳﻤﻨﺘﯽ، ﺑﺎ اﯾﺠﺎد ﮐﺎواك ﻫﺎی ﻟﻮﻟﻪ ﻣﺎﻧﻨﺪ (Tube-like cavities) ﻣﻨﺘﺸﺮ ﮐﺮد. مرحله دوم ﺑﻌﺪ از ﭘﺎﯾﺎن ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﭘﺮﯾﻨﺖ و زدودن ﺷﻦ اﺿﺎﻓﯽ، ﮔﻮدی ﻫﺎ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎ ﭘﻼﺳﺘﯿﮏ ﯾﺎ ﻓﻠﺰ ﻣﺬاب، به ﻣﻨﻈﻮر ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺟﺴﻢ ﭘﺮﺷﻮند.
در اداﻣﻪ اﯾﺠﺎد روش ﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪ ﻃﺮاﺣﯽ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دستگاه پرینتر سه بعدی بتن، رل و ﺳﺎن ﻓﺮﺗﻠﻮ (Real and San Fratello) ﭘﮋوﻫﺸﯽ را ﺑﺎ ﻋﻨﻮان “ﺧﺎﻧﻪ پرینت سه بعدی ﺷﺪه ” درسال 2013 اراﺋﻪ ﮐﺮدﻧﺪ.
در اﯾﻦ ﭘﺮوژه ﯾﮏ پرینتر سه بعدی بتن ﺑﺎﯾﺪ اﺟﺰاء ﮐﻮﭼﮑﯽ را ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻣﯽﮐﺮد ﮐﻪ ﺗﺮﮐﯿﺐ آن ﻫﺎ ﯾﮏ ﺧﺎﻧﻪ ﮐﺎﻣﻞ را اﯾﺠﺎد ﻣﯽﮐﺮد. ﺳﻄﺢ ﺑﯿﺮوﻧﯽ ﺧﺎﻧﻪ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﻪوﺳﯿﻠﻪ روش ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﭘﻠﯿﻤﺮ ﺳﯿﻤﺎن ﺗﻘﻮﯾﺖﺷﺪه ﺑﺎ اﻟﯿﺎف، ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽﺷﺪ. ﺑﻌﻼوه ﺑﻌﻀﯽ از اﺟﺰاء داﺧﻠﯽ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺮﮐﯿﺐ ﭘﻠﯿﻤﺮ ﻧﻤﮑﯽ ﻗﺎﺑﻞ پرینت سه بعدی ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽﺷﺪ.
اوﻟﯿﻦ ﭘﮋوﻫﺸﯽ ﮐﻪ ﺑﺮ روی ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی ﻣﺎده ﺑﺮای ﺗﮑﻨﯿﮏ ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ ﺗﻤﺮﮐﺰ ﮐﺮد، ﺗﻮﺳﻂ ﻟﻮك ( Lowke ) در سال 2015 ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ، اﯾﺸﺎن ﺑﻪ ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن( W/C7 ) ﺑﺮ روی ﻣﻘﺎوﻣﺖ اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺗﻮﻟﯿﺪﺷﺪه ﺑﺎ ﺗﮑﻨﯿﮏ ﻓﻌﺎل ﺳﺎزی اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ ﺳﯿﻤﺎن ﭘﺮداﺧﺘﻨﺪ. در اﯾﻦ روش اﻟﻤﺎنﻫﺎی ﺳﯿﻤﺎﻧﯽ، ﺑﺎ ﺑﻪ ﮐﺎر ﺑﺮدن ﻣﺤﻠﻮل آﺑﯽ ﺑﺮ روی ﺗﺮﮐﯿﺐ داﻧﻪﻫﺎی رﯾﺰ ﺳﯿﻤﺎن (داﻧﻪﻫﺎی ﮐﻮﭼﮏﺗﺮ از 0,5 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ) ﺗﻮﻟﯿﺪﻣﯽﺷﺪﻧﺪ. ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻻﯾﻪ ﺑﯿﻦ 1 ﺗﺎ 3 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ ﻗﺮار داﺷﺖ. ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸﺎری و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن اﻓﺰاﯾﺶ ﭘﯿﺪا ﮐﺮد.
ﻟﻮك اﯾﻦ اﺗﻔﺎق را ﺑﻪ ﭘﺨﺶ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎن آب در ﻻﯾﻪ واﺑﺴﺘﻪ داﻧﺴﺖ. در ﻗﺴﻤﺖﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ درﺻﺪ رﻃﻮﺑﺖ ﮐﻢ، از آﺑﭙﻮﺷﯽ ( Hydration ) ﺳﯿﻤﺎن ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ اﺳﺘﺤﮑﺎم ﺿﻌﯿﻒ ﻻﯾﻪ را ﻧﺘﯿﺠﻬ ﻤﯽدﻫﺪ. ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﻧﻔﻮذ آب در ﻻﯾﻪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ ﮐﻪ درﻧﺘﯿﺠﻪ اﺗﺼﺎل و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻻﯾﻪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ.
وﯾﮕﺮ ( Weger ) روش دﯾﮕﺮ ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ ﺑﺎ ﻋﻨﻮان ﻧﻔﻮذ اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ ﺧﻤﯿﺮ ( Selective Paste Intrusion ) در سال 2016 ﺷﺮح داد. اﯾﻦ روش از ﺳﯿﺎل ﺧﻤﯿﺮ ﺳﯿﻤﺎن و لایه ای از ذرات (قطر میانگین کمتر و یا مساوي 3 میلی متر) براي تولید المان های بتنی استفاده ﮐﺮد.ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻻﯾﻪ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺳﻪ ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ ﺑﻮد .ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸﺎری ﻧﻤﻮﻧﻪ آزﻣﺎﯾﺶ اﺳﺘﻮاﻧﻪای ﺑﺎ ﻗﻄﺮ 50 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ و ارﺗﻔﺎع 51 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ در ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﻣﻌﺎدل 0،4، 22,1 ﻣﮕﺎﭘﺎﺳﮑﺎل ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪ.
ﺑﺮرﺳﯽ ﻫﺎ واﺑﺴﺘﮕﯽ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ ﭘﺮﺷﺪﮔﯽ ﻻﯾﻪ ﮐﻪ ﺧﻮد واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی رواﻧﻪ ﺷﻨﺎﺳﯽ ﺧﻤﯿﺮ ﺗﺎزه اﺳﺖ را ﻧﺸﺎن ﻣﯽداد. ﺑﻌﺪ از اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ وﯾﮕﺮ درسال 2018 ﺑﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸﺎری ﺗﺎ 70 ﻣﮕﺎﭘﺎﺳﮑﺎل ﺑﻌﺪ از 7 روز ﺑﺮای ﻣﮑﻌﺐ ﺑﺎ اﺑﻌﺎد 100 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ ﮐﻪ ﺑﺎ روش ﻧﻔﻮذ اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ ﭼﺴﺐ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه ﺑﻮد دﺳﺖ ﭘﯿﺪا ﮐﺮد. ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻻﯾﻪ 3 ﻣﯿﻠﯽ ﻣﺘﺮ و ﻧﺴﺐ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺧﻤﯿﺮ ﺳﯿﻤﺎن 0,3 ﺑﻮد.
وﯾﮋﮔﯽﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ دوام اﺳﺖ ﻧﯿﺰ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﯿﭻ آﺳﯿﺒﯽ ﺑﻌﺪ از 28 روز ﺳﯿﮑﻞ ﻓﺮﯾﺰ ﮐﺮدن-آب ﺷﺪن ،ﻧﺪﯾﺪ و ﻫﯿﭻ آﻣﯿﺨﺘﮕﯽ ﺑﺎ ﮐﺮﺑﻦ ﺑﻌﺪ از 28 روز ﻗﺮار دﻫﯽ در Co2 ﺑﺎ ﻏﻠﻈﺖ 2 درﺻﺪ ﻧﺸﺎن ﻧﺪاد.
در سال 2017 ﺷﺎﮐﺮ ( Shakor et al ) از پرینتر سه بعدی بتن ﺑﺎ ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی ﭘﻤﭗ ﭘﯿﺰواﻟﮑﺘﺮﯾﮏ ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﻤﻮﻧﻪ در ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﺳﻤﻨﺘﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﮐﺮد. ﺟﺰء اﺻﻠﯽ ﭘﻮدر ﺳﻤﻨﺘﯽ، ﺳﯿﻤﺎن ﭘﺮﺗﻠﻨﺪ ﻣﻌﻤﻮﻟﯽ (OPC) ﺑﺎ درﺻﺪ 30,8 درﺻﺪ،64,7 درﺻﺪ ﺳﯿﻤﺎن ﮐﻠﺴﯿﻢ آﻟﻮﻣﯿﻨﺎت (CAC) و 4,5 درﺻﺪ ﻟﯿﺘﯿﻢﮐﺮﺑﻨﺎت ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﺗﺴﺮﯾﻊ زﻣﺎنﮔﯿﺮش ﺑﻮد.ﻓﺎز ﻣﺎﯾﻊ از آب و 5 ﺗﺎ 10 درﺻﺪ ﭘﻠﯿﻮﯾﻨﻞاﻟﮑﻞ ﯾﺎ ﮔﻠﯿﺴﯿﺮﯾﻦ ﯾﺎ ﻣﺘﺎﻧﻮل ( 20 در ﺻﺪ ﺣﺠﻤﯽ از ﭼﺴﺐ) ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه ﺑﻮد. ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﮑﻌﺒﯽ ﺑﺎ اﺑﻌﺎد 20*20*20 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮﻣﮑﻌﺐ ﺑﺎ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﻣﺨﺘﻠﻒ آب ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﺪ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﺸﺎن ﻣﯽداد ﮐﻪ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ آب ﻧﻤﻮﻧﻪ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪه، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸﺎری ﺑﻌﺪ از 28 روز ﮐﯿﻮرﯾﻨﮓ در آب از 3,1 ﺗﺎ 8,3 ﻣﮕﺎﭘﺎﺳﮑﺎل اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ. ﻧﺘﺎﯾﺞ، ﭘﺪﯾﺪه اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﮐﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﻟﻮك اراﺋﻪ ﺷﺪه ﺑﻮد را ﺗﺎﯾﯿﺪ ﻣﯽﮐﺮد.
ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺑﺮرﺳﯽ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎ در ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ دو ﺑﻌﺪی، ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻗﻄﻌﻪای سه بعدی ﻧﯿﺎز ﺑﻪ اﺻﻼح دﺳﺘﮕﺎه ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ دو ﺑﻌﺪی و ﯾﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دﺳﺘﮕﺎه دﯾﮕﺮ اﺳﺖ. ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ ﻣﻨﻈﻮر، دﺳﺘﮕﺎه ﺳﯽانﺳﯽ ﺳﻪ ﻣﺤﻮرهای ﺗﺪارك دﯾﺪه ﺷﺪ. ﻗﺴﻤﺖﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ دﺳﺘﮕﺎه ازﺟﻤﻠﻪ ﮐﻠﮕﯽ آن و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺳﯿﺴﺘﻢ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ آن ﻣﻮرد اﺻﻼح ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ ﺗﺎ اﻣﮑﺎن اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎه ﺑﻪﻋﻨﻮان پرینتر سه بعدی بتن ﻓﺮاﻫﻢ آﯾﺪ. ﻧﻤﺎﯾﯽ از دﺳﺘﮕﺎه اﺻﻼحﺷﺪه در ﺷﮑﻞ 4 ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ.
ﺷﮑﻞ – 4 ﻧﻤﺎﯾﯽ از ﺳﯽانﺳﯽ ﺳﻪ ﻣﺤﻮره اﺻﻼحﺷﺪه
در ﺷﮑﻞ 5 ﻧﻤﺎﯾﯽ ﻧﺰدﯾﮏ از ﮐﻠﮕﯽ دﺳﺘﮕﺎﻫ ﻘﺎﺑﻞ ﻣﺸﺎﻫﺪه اﺳﺖ، ﮐﻠﮕﯽ و ﻣﺴﻄﺢ ﮐﻨﻨﺪه ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ورق ﮔﺎﻟﻮاﻧﯿﺰه ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ 2 ﻣﯿﻠﯽﻣﺘﺮ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺟﻨﺲ ﻣﺨﺰن، از ﻓﻮﻣﯿﺰه اﺳﺖ. ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر اﻓﺰاﯾﺶ دﻗﺖ ﭘﺎﺷﺶ ﻧﺎزل ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻌﺪ از ﺷﯿﺮﺑﺮﻗﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ.
اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎه دارای ﻣﺸﮑﻼﺗﯽ از ﻗﺒﯿﻞ ﺳﺮﻋﺖ ﮐﻢ ﺣﺮﮐﺖ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻧﻬﺎﯾﺘﺎ اﻣﮑﺎن ﮐﻨﺘﺮل دﻟﺨﻮاه ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎ را ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺤﺪود ﻣﯽﻧﻤﺎﯾﺪ.
ﺷﮑﻞ -5 ﻧﻤﺎﯾﯽ ﻧﺰدﯾﮏ از ﻗﺴﻤﺖ ﮐﻠﮕﯽ
ﯾﮑﯽ از ﻣﻬﻢﺗﺮﯾﻦ ﻧﮑﺎﺗﯽ ﮐﻪ ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ در ﻋﻤﻠﮑﺮد ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ بتن در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد، ﻧﺤﻮه ﻣﺴﻄﺢﺳﺎزی ﺳﻄﺢ اﺳﺖ. ﻣﺴﻄﺢ ﺳﺎزی ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺧﻮدﮐﺎر و ﺑﺎ ﺣﺮﮐﺖ ﺧﻂ ﮐﺶ ﻣﺴﻄﺢ ﮐﻨﻨﺪه در ﻃﻮل ﭘﺮﯾﻨﺘﺮ اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد. ارﺗﻔﺎع ﺧﻂ ﮐﺶ ﭘﺲ از ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻫﺮ ﻻﯾﻪ ﺑﻪ ﻣﯿﺰان دﻟﺨﻮاه (ﻣﻌﺎدل ﺿﺨﺎﻣﺖ اﻧﺘﺨﺎﺑﯽ ﻻﯾﻪﻫﺎ) و ﺑﻪﺻﻮرت ﺧﻮدﮐﺎر ﺑﺎﻻﺗﺮ ﻣﯽآﯾﺪ. ﺗﻨﻈﯿﻢ ارﺗﻔﺎع ﺧﻂﮐﺶ ﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮدر ﺟﯽ ﮐﺪ ﺧﺮوﺟﯽ اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد.
ﻧﺮم اﻓﺰار ﮐﻨﺘﺮﻟﯽ دﺳﺘﮕﺎه، ﻣﺎخ ﺗﺮی اﺳﺖ. ﯾﮑﯽ از ﻣﺸﮑﻼﺗﯽ ﮐﻪ در اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﺎخ ﺗﺮی وﺟﻮد دارد ﻋﺪم ﮐﻨﺘﺮل وﻟﺘﺎژ ورودی ﺑﻪ ﭘﻤﭗ اﺳﺖ. ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ از ﺑﺮد آردوﯾﻨﻮ ﺑﻪﻋﻨﻮان ﺑﺮد راﺑﻂ ﺑﯿﻦ ﻣﺎخ ﺗﺮی و ﭘﻤﭗ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. دﺑﯽ ﭘﻤﭗ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از آردوﯾﻨﻮ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﻣﯽﺷﻮد و ﺳﭙﺲ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از رﻟﻪای ﮐﻪ ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر روﺷﻦ ﺧﺎﻣﻮش ﺷﺪن ﭘﻤﭗ ﺑﻪ ﺑﺮد اﺻﻠﯽ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ ﺧﺎﻣﻮش و روﺷﻦ ﻣﯽﮔﺮدد. ﺑﺮای ﺧﺎﻣﻮش و روﺷﻦ ﮐﺮدن ﭘﻤﭗ از ﮐﺪﻫﺎی M08 و M09 ﮐﻪ ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر روﺷﻦ و ﺧﺎﻣﻮش ﮐﺮدن آب ﺻﺎﺑﻮن در دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎی ﺳﯽانﺳﯽ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮد، اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ.
ﺟﯽﮐﺪ پرینترهای سه بعدی ﺑﺎ ﺟﯽﮐﺪ دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎی ﺳﯽانﺳﯽ ﮐﻤﯽ ﻣﺘﻔﺎوت اﺳﺖ. ﺟﯽﮐﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻗﻄﻌﺎت اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺮم اﻓﺰار 4.0 cura ﮐﻪ ﻧﺮم اﻓﺰاری ﺟﺎﻣﻊ در زﻣﯿﻨﻪ ﺟﯽﮐﺪ ﻧﻮﯾﺴﯽ ﭘﺮﯾﻨﺘﺮﻫﺎی ﺳﻪ ﺑﻌﺪی اﺳﺖ، اﺳﺘﺨﺮاج ﻣﯽﺷﻮد. ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻧﻮع ﺟﯽ ﮐﺪ ﺧﺮوﺟﯽ و ﻣﺤﺪودﯾﺖﻫﺎی ﻧﺮم اﻓﺰار و اﻟﮕﻮرﯾﺘﻢ آن، اﺻﻼﺣﺎت ﻓﺮاواﻧﯽ ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ ﺑﺮ روی ﺟﯽ ﮐﺪ ﺻﻮرت ﻣﯽﮔﺮﻓﺖ. اوﻟﯿﻦ اﺻﻼح ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ روﺷﻦ و ﺧﺎﻣﻮش ﺷﺪن ﭘﻤﭗ اﺳﺖ.
ﺟﯽﮐﺪ ﺧﺮوﺟﯽ ﻧﺮم اﻓﺰارﻫﺎی پرینت سه بعدی، ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻗﻄﻌﺎت، در ﻗﺴﻤﺖﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﻻزم ﻧﯿﺴﺖ ﻣﺎده اﺳﺘﻔﺎده ﺷﻮد از ﮐﺪ E اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﮐﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﯿﺎﻧﮕﺮ اﮐﺴﺘﺮودر اﺳﺖ. اﯾﻦ ﮐﺪ ﺑﺮای ﻧﺮم اﻓﺰار ﻣﺎخﺗﺮی ﻧﺎﺷﻨﺎﺧﺘﻪ اﺳﺖ و ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ اﺻﻼح ﺷﻮد. ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ ﻣﻨﻈﻮر ﺗﻤﺎم ﮐﺪﻫﺎی E، از ﺟﯽﮐﺪ ﺧﺮوﺟﯽ ﺑﻪﺻﻮرت دﺳﺘﯽ ﺣﺬف ﺷﺪه و ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﻗﻄﻊ و وﺻﻞ ﮐﺮد ﭘﻤﭗ و ﺷﯿﺮﺑﺮﻗﯽ در ﻗﺴﻤﺖﻫﺎی ﻣﻮردﻧﯿﺎز از M08 و M09 اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ.
ﯾﮑﯽ دﯾﮕﺮ از ﻣﺸﮑﻼت ﻣﻮﺟﻮد، ﻋﺪم ﺗﻮﻗﻒ ﮐﻠﮕﯽ از ﻻﯾﻪای ﺑﻪ ﻻﯾﻪ دﯾﮕﺮ اﺳﺖ. ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﺣﻞ اﯾﻦ ﻣﺸﮑﻠ ﮑﺪ M00 ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﻋﻤﻠﮑﺮد اﯾﻦ ﮐﺪ ﺗﻮﻗﻒ اﺟﺒﺎری ﻓﺮآﯾﻨﺪ و ﺷﺮوع اﺧﺘﯿﺎری اﺳﺖ. ﻗﺒﻞ از ﻫﺮ ﻻﯾﻪ 4 ﺑﺎر از اﯾﻦ ﮐﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد ﺗﺎ ﺑﺘﻮان دو ﺑﺎر ﺑﻪ ﺻﻮرﺗ ﺮﻓﺖ و ﺑﺮﮔﺸﺖ ﺳﻄﺢ ﺑﺘﻦ را ﻣﺴﻄﺢ ﮐﺮد. ﺑﻌﺪ از ﭘﺮﯾﻨﺖ ﯾﮏ ﻻﯾﻬ ﺒﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺻﺎف ﮐﺮدن ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﺧﻂﮐﺶ ﺑﻪ ﻣﯿﺰان ﺿﺨﺎﻣﺖ ﻻﯾﻪﻫﺎ ﺑﺎﻻﺗﺮ ﻣﯽآﯾﺪ. ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﺑﺎﻻﺗﺮ آﻣﺪن ﺧﻂ ﮐﺶ، ﺑﻌﺪ از ﻫﺮ ﻻﯾﻪ ﮐﺪی ﻗﺮار داده ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ وﻇﯿﻔﻪ اﯾﻦ ﮐﺪ ﺗﻨﻈﯿﻢ ارﺗﻔﺎع ﻻﯾﻪ ﺑﻌﺪی ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻻﯾﻪ ﻓﻌﻠﯽ و ﻣﺴﻄﺢﺳﺎزی ﺳﻄﺢ اﺳﺖ.
ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن
ﯾﮑﯽ از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻣﻬﻤﯽ ﮐﻪ ﻧﻘﺶ ﺗﻌﯿﯿﻦﮐﻨﻨﺪهای در ﮐﯿﻔﯿﺖ ﺑﺘﻦ دارد، ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن اﺳﺖ. ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﮐﻪ درﻓﺼﻞ دوم اﺷﺎره ﺷﺪ، ﺑﺎوﺟﻮد اﯾﻨﮑﻪ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺟﻬﺖ ﮔﯿﺮش ﺑﺘﻦ 0,25 اﺳﺖ، اﻣﺎ در ﻋﻤﻞ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﺮای ﺑﺘﻦ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﯿﻦ 0,4 ﺗﺎ 0,6 در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد ﺗﺎ رواﻧﯽ آن ﺑﻪ ﺣﺪ ﻣﻄﻠﻮب ﺑﺮﺳﺪ و اﺳﺘﻔﺎده از آن در ﻣﺤﯿﻂ ﮐﺎرﮔﺎه ﺑﻪآﺳﺎﻧﯽ ﺻﻮرت ﭘﺬﯾﺮد. در ﭘﺮوژه ﺣﺎﺿﺮ، ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻨﮑﻪ رواﻧﯽ ﺑﺘﻦ ﮐﺎراﯾﯽ ﺧﺎﺻﯽ در روﻧﺪ ﭘﺮوژه ﻧﺪارد، اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﮐﻤﺘﺮ از 0,4 ﻧﯿﺰ اﻣﮑﺎنﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ.
ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﺮ روی ﮐﯿﻔﯿﺖ ﻗﻄﻌﻪ ﮐﺎر، آزﻣﺎﯾﺸﯽ ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﺪ ﮐﻪ در آن ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﻪﻋﻨﻮان ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻣﺘﻐﯿﺮ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ و اﻟﮕﻮ، ﻋﺮض و ﻋﻤﻖ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ ﺗﺤﺖ ارزﯾﺎﺑﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. از 7 ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه ذرات ﺷﻦ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه 0,3 و ﻓﺸﺮدﮔﯽ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻓﺸﺎری ﻣﻌﺎدل 300 ﭘﺎﺳﮑﺎل ﺻﻮرت ﭘﺬﯾﺮﻓﺖ.
| ﺟﺪول –1 ﺧﻼﺻﻪای از ﻧﺘﺎﯾﺞ آزﻣﻮن ﺗﺄﺛﯿﺮ دﺑﯽ در ﻣﯿﺰان ﻧﻔﻮذ | ||||
|
ﻧﺴﺒﺖ ﻣﻘﺪار ﻧﻔﻮذ در ﻋﺮض ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﻧﻔﻮذ در ﻋﻤﻖ |
ﻧﺴﺒﺖ (ﺣﺠﻢ ﺗﺮ ﺷﺪه ﺑﻪ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن) |
ﻋﺮض | ﻋﻤﻖ |
ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن |
| 1,75 | 23,33 | 3,5 | 2 | 0,3 |
| 1,65 | 24,97 | 3,8 | 2,3 | 0,35 |
| 1,48 | 27 | 4 | 2,7 | 0,4 |
| 1,33 | 29,4 | 4,2 | 3,15 | 0,45 |
| 1,32 | 28,71 | 4,35 | 3,3 | 0,5 |
| 1,3 | 28,96 | 4,55 | 3,5 | 0,55 |
| 1,31 | 28,2 | 4,7 | 3,6 | 0,6 |
| 1,45 | 27,22 | ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ | ||
ﺷﮑﻞ -6 ﻧﻤﻮدار ﺑﺮرﺳﯽ ﻋﺮض و ﻋﻤﻖ ﺗﺮ ﺷﺪه
ﺷﮑﻞ -7 ﻧﻤﻮدار ﺑﺮرﺳﯽ ﺣﺠﻢ ﺗﺮ ﺷﺪه
ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﮐﻪ از ﺟﺪول 1 و ﺷﮑﻞ 6 ﺑﺮﻣﯽآﯾﺪ، ﻫﺮﭼﻪ دﺑﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ ﻧﻔﻮذ در ﻋﻤﻖ و ﻋﺮض ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد؛ ﯾﻌﻨﯽ ﻧﻔﻮذ راﺑﻄﻪ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺑﺎ دﺑﯽ دارد؛ اﻟﺒﺘﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ از ﺑﺘﻦ ﮐﻪ ﺗﺮ ﻣﯽﺷﻮد، ﺑﻪ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن اﻋﻤﺎل ﺷﺪه ﺑﺮ روی ﺑﺴﺘﺮ، ﺗﻐﯿﯿﺮ ﭼﻨﺪاﻧﯽ ﻧﻤﯽﮐﻨﺪ و ﺗﻘﺮﯾﺒﺎً ﺛﺎﺑﺖ اﺳﺖ؛ ﯾﻌﻨﯽ ﻫﺮﭼﻪ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﺑﺪ ﺑﻪ ﻫﻤﺎن ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﮐﻪ ﺗﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ اﻓﺰاﯾﺶ ﺧﻮاﻫﺪ ﯾﺎﻓﺖ.
ﯾﮑﯽ دﯾﮕﺮ از ﻧﮑﺎﺗﯽ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﻬﻮد ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻫﻤﻮاره ﻧﻔﻮذ در ﻋﺮض ﺑﯿﺸﺘﺮ از ﻧﻔﻮذ در ﻋﻤﻖ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﻧﻔﻮذ در ﻋﺮض ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻔﻮذ در ﻋﻤﻖ ﻧﯿﺰ ﺑﺮاﺑﺮ 1,4 اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﻮدن ﻧﻔﻮذ در ﻋﺮض را ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ.
>> بیشتر بدانید: پرینت سه بعدی خانه و ساختمان
از ﻋﻮاﻣﻠﯽ ﮐﻪ ﺑﺮ روی ﮐﯿﻔﯿﺖ، دﻗﺖ و اﺳﺘﺤﮑﺎم سازه پرینت شده ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺆﺛﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد، اﻧﺪازه داﻧﻪﻫﺎی ﻣﻮرداﺳﺘﻔﺎده اﺳﺖ.
داﻧﻪﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ اﻧﺪازه رﯾﺰ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﺑﯿﺸﺘﺮی ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺣﺠﻢ ﺧﻮد دارﻧﺪ. درﻧﺘﯿﺠﻪ، ﺧﻤﯿﺮ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺷﺪن ﺳﻄﺢ ﻣﺸﺘﺮك داﻧﻪ و ﺳﯿﻤﺎن ﻧﯿﺮوی ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﯽ ﻧﻬﺎﯾﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮی اﯾﺠﺎد ﺧﻮاﻫﺪ ﮐﺮد. اﻟﺒﺘﻪ ﻣﻮاد داﻧﻪ رﯾﺰﺗﺮ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ اﯾﻨﮑﻪ ﺧﻠﻞ و ﻓﺮج ﮐﻤﺘﺮی را ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽﮐﻨﺪ ﻣﺼﺮف ﻣﺼﺎﻟﺢ را ﺑﺎﻻﺗﺮ ﻣﯽﺑﺮﻧﺪ.
ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪﻫﺎ ﺑﺮ اﻟﮕﻮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ، ﺳﻪ ﻧﻮع ﺑﺴﺘﺮ ﺑﺎ ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪ ﻣﺘﻔﺎوت در ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺑﺎ ﺳﻪ دﺑﯽ ﻣﺘﻔﺎوت ﻣﻮرد آزﻣﺎﯾﺶ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ. ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﮐﻠﮕﯽ و ﻣﯿﺰان ﻓﺸﺮدهﺳﺎزی ﺛﺎﺑﺖ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ. در ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﮐﻠﮕﯽ و دﺑﯽ ﺛﺎﺑﺖ، ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺛﺎﺑﺖ ﺧﻮاﻫﺪ ﻣﺎﻧﺪ.
ﻧﺘﺎﯾﺞ اﯾﻦ آزﻣﺎﯾﺶ و ﻧﺤﻮه ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻣﯿﺰان ﭘﺎﺷﺶ و ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪ ﭘﻮدر ﺑﺮ اﻟﮕﻮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ در ﺷﮑﻞ 8 ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ. ﺗﺼﺎوﯾﺮ ﺑﺎ ﺗﺼﻮﯾﺮ ﺑﺮداری از ﻣﺤﻠﯽ ﻣﻌﯿﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺴﺘﺮ (ﻓﺎﺻﻠﻪ ﯾﮑﺴﺎن ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر و ﻋﻤﻮد ﺑﺮ ﺳﻄﺢ آن)، ﺛﺒﺖ ﺷﺪه اﺳﺖ. دﺑﯽ ﺧﺮوﺟﯽ ﻧﺎزل ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی از ﺗﺄﺛﯿﺮ اﻣﻼح ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮ ﻣﯿﺰان آن ﻗﺒﻞ از ﻫﺮ آزﻣﻮن ﻣﺠﺪداً اﻧﺪازه ﮔﯿﺮی ﻣﯽﺷﺪ و در ﺻﻮرت ﻣﻐﺎﯾﺮت ﺑﺎ دﺑﯽ ﻣﺪ ﻧﻈﺮ از ﻧﻮ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﻣﯽﮔﺸﺖ.
ﺗﺮﮐﯿﺐ اﻧﺪازه داﻧﻪﻫﺎ ﺑﺮ اﺳﺎس ﻧﻤﻮدار داﻧﻪﺑﻨﺪی اﺻﻼحﺷﺪه ذﮐﺮﺷﺪه در ﻓﺼﻞ ﺳﻮم و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻨﺤﻨﯽ داﻧﻪ ﺑﻨﺪی اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﺑﺘﻦ ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺳﻪ ﮔﺮوه داﻧﻪای ﻣﺘﻔﺎوت ﺑﺎ ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪ 600 (داﻧﻪﺑﻨﺪی درﺷﺖ)، ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪ 300 (داﻧﻪﺑﻨﺪی ﻣﺘﻮﺳﻂ) و ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪ 150 (داﻧﻪﺑﻨﺪی رﯾﺰ) ﺗﺤﺖ آزﻣﻮن ﻗﺮارﮔﺮﻓﺘﻪاﻧﺪ.
ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﮐﻪ در ﺷﮑﻞ 8 ﻣﯽﺗﻮان ﻣﻼﺣﻈﻪ ﮐﺮد داﻧﻪﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ اﻧﺪازه رﯾﺰ ﺑﺎﻋﺚ ﻋﺮض ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ داﻧﻪﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ اﻧﺪازه ﻣﺘﻮﺳﻂ و درﺷﺖ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. ﻋﻠﺖ اﯾﻦ اﻣﺮ ﻧﻔﻮذ ﺳﺨﺖﺗﺮ آب در ﺑﯿﻦ داﻧﻪﻫﺎی رﯾﺰ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺳﺒﺐ ﮐﻤﺘﺮ ﺑﻮدن ﻓﻀﺎی ﺧﺎﻟﯽ ﺑﯿﻦ داﻧﻪﻫﺎ ﺣﺎﺻﻞ ﻣﯽﺷﻮد.
در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺑﺴﺘﺮ ﺑﺎ داﻧﻪﻫﺎی درﺷﺖ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﻮدن ﺧﻠﻞ و ﻓﺮج، آب را راﺣﺖﺗﺮ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻋﻤﻖ ﺑﻪ ﺳﺒﺐ ﻓﻀﺎی ﺧﺎﻟﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﻫﺪاﯾﺖ ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ و درﻧﺘﯿﺠﻪ ﻋﺮض ﺗﺮ ﺷﺪه ﮐﻤﺘﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. اﻟﮕﻮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ داﻧﻪﻫﺎی رﯾﺰ و ﻣﺘﻮﺳﻂ اﺧﺘﻼف ﭼﻨﺪاﻧﯽ ﺑﺎ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻧﺪارﻧﺪ درﺣﺎﻟﯽﮐﻪ داﻧﻪﻫﺎی درﺷﺖ اﻟﮕﻮی ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ ﮐﺎﻣﻼً ﻧﺎﻣﻨﻈﻤﯽ را از ﺧﻮد ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﻨﺪ. اﺣﺘﻤﺎ ﻋﻠﺖ اﯾﻦ ﭘﺪﯾﺪه ﺑﺮﺧﻮرد ﻣﺎﯾﻊ ﺑﻪ ذرات درﺷﺖ ﻣﺎﺳﻪ در ﺣﯿﻦ ﻧﻔﻮذ در ﻋﺮض اﺳﺖ. اﯾﻦ ذرات ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻧﻮع ﻣﺎﻫﯿﺖ ﺧﻮد ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺎﻫﺶ ﻧﻔﻮذﭘﺬﯾﺮی ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ.
ﺷﮑﻞ -8 اﻟﮕﻮ ﺗﺮ ﺷﺪﮔﯽ ﺑﺴﺘﺮ ﻫﺎی ﭘﻮدر ﺑﺎ ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه داﻧﻪ و دﺑﯽ ﻣﺘﻔﺎوت
| ﻧﻮع داﻧﻪﺑﻨﺪی | دﺑﯽ | ﭘﺎراﻣﺘﺮ | آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎ | ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ | ||||
|
رﯾﺰ |
55 |
ﻋﺮض | 5,9 | 4,35 | 4,2 | 4 | 4,8 | 4,65 |
| ارﺗﻔﺎع | 1,9 | 1,4 | 1,6 | 1,75 | 1,35 | 1,6 | ||
| 60 | ﻋﺮض | 5,05 | 4,7 | 4,55 | 5,05 | 4,15 | 4,7 | |
| ارﺗﻔﺎع | 1,9 | 1,6 | 1,65 | 1,65 | 1,95 | 1,75 | ||
| 65 | ﻋﺮض | 4,85 | 5,1 | 4,25 | 4,7 | 5,6 | 4,9 | |
| ارﺗﻔﺎع | 1,75 | 1,75 | 1,9 | 1,8 | 1.8 | 1,8 | ||
|
ﻣﺘﻮﺳﻂ |
55 | ﻋﺮض | 3,65 | 3,35 | 3,85 | 3,45 | 3,7 | 3,6 |
| ارﺗﻔﺎع | 2,1 | 1,9 | 2,1 | 1,85 | 2,05 | 2 | ||
| 60 | ﻋﺮض | 3,8 | 3,9 | 3,55 | 3,7 | 3,3 | 3,65 | |
| ارﺗﻔﺎع | 2,4 | 2,15 | 2,2 | 2,05 | 2,45 | 2,25 | ||
| 65 | ﻋﺮض | 4 | 3,5 | 3,85 | 3,85 | 4,05 | 3,85 | |
| ارﺗﻔﺎع | 2,45 | 2,45 | 2,35 | 2,5 | 2 | 2,35 | ||
| درﺷﺖ | 55 | ﻋﺮض | 2,7 | 1.85 | 2,8 | 2,15 | 2,5 | 2,4 |
| ارﺗﻔﺎع | 3,05 | 3,45 | 3,15 | 3,35 | 3 | 3,2 | ||
| 60 | ﻋﺮض | 2,7 | 2,15 | 2,25 | 2,4 | 3 | 2,5 | |
| ارﺗﻔﺎع | 3,5 | 3,7 | 3,15 | 3,15 | 3,5 | 3,4 | ||
| 65 | ﻋﺮض | 2,25 | 2,95 | 2,45 | 2,55 | 3,05 | 2,65 | |
| ارﺗﻔﺎع | 3,95 | 3,7 | 4 | 3,35 | 3,25 | 3,65 |
ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﯽ دﻗﯿﻖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻣﯿﺰان ﺳﯿﻤﺎن ﺑﺮ روی ﺑﺘﻦ، آزﻣﺎﯾﺶ دﯾﮕﺮی اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻣﺘﻐﯿﺮ و ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن، ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﻧﺎزل و اﻧﺪازه ذرات ﻣﻮرد آزﻣﻮن، ﺑﻪﻋﻨﻮان ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ. ﺑﺎ ﮐﺎﻫﺶ ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ، ﺣﺠﻢ ﻣﺎﺳﻪ ﻣﻮرداﺳﺘﻔﺎده ﮐﺎﻫﺶ ﭘﯿﺪا ﮐﺮده و اﯾﻦ ﺣﺠﻢ ﮐﺎﻫﺶ ﭘﯿﺪا ﮐﺮده ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﺣﺠﻢ ﺳﯿﻤﺎن و آب ﺟﺒﺮان ﻣﯽﺷﻮد ﺗﺎ ﺣﺠﻢ ﮐﻞ ﺑﺘﻦ ﺗﻮﻟﯿﺪﺷﺪه ﺛﺎﺑﺖ ﺑﻤﺎﻧﺪ.
آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎ ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ 6 ﻣﻘﺪار ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺮای ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﻣﺎﯾﻊ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﻣﻘﺪار ذﮐﺮﺷﺪه در اﺳﺘﺎﻧﺪاردﻫﺎ ﮐﻪ در ﻓﺼﻞ دوم و ﺳﻮم ﻣﻮردﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ اﺳﺖ. ﻧﺴﺒﺖ ﺟﺮﻣﯽ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن، 0,35 و ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه ذرات ﻣﺎﺳﻪ 0,3 اﺳﺖ.
| ﺟﺪول -3 ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ ﺑﺮ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ ﻣﺘﻮﺳﻂ | |||
| ﺣﺠﻢ ﺗﺮ ﺷﺪه | ارﺗﻔﺎع | ﻋﺮض | ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ |
| 6,65 | 1,75 | 3,80 | 0,33 |
| 6,56 | 1,75 | 3,75 | 0,42 |
| 7,32 | 1,90 | 3,85 | 0,50 |
| 7,50 | 2,00 | 3,75 | 0,58 |
| 7,02 | 1,95 | 3,60 | 0,67 |
| 7,26 | 2,20 | 3,30 | 0,75 |
ﺷﮑﻞ -9 ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ ﺑﺮ روی اﻟﮕﻮ ﭘﺎﺷﺶ
ﻧﺘﺎﯾﺞ اﯾﻦ آزﻣﺎﯾﺶ ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ ﮐﻪ ﻧﻈﻢ اﻟﮕﻮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ از ﻧﺴﺒﺖ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ ﭘﯿﺮوی ﻣﯽﮐﻨﺪ. پس ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻧﺴﺒﺖ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ و درﻧﺘﯿﺠﻪ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺪار ﺳﯿﻤﺎن ﻣﻮﺟﻮد در ﺑﺴﺘﺮ، اﻟﮕﻮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ “ﻣﻨﻈﻢﺗﺮ” ﺷﺪه اﺳﺖ.
اﻟﺒﺘﻪ در ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ (0,75) اﻟﮕﻮ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ (0,67) “ﻧﺎﻣﻨﻈﻢ ﺗﺮ” ﺷﺪه اﺳﺖ. و ﻋﻠﺖ اﯾﻦ اﻣﺮ اﺣﺘﻤﺎﻻً ﺑﻪ دﻟﯿﻞ زﯾﺎد ﺑﻮدن ﻣﻘﺪار ﻣﺎﺳﻪ و در نتیجه ﺗﺄﺛﯿﺮﮔﺬاری اﯾﻦ ﻣﻬﻢ ﺑﺮ روی اﻟﮕﻮ ﭘﺎﺷﺶ ﺑﻪ واﺳﻄﻪ ﻧﻔﻮذﭘﺬﯾﺮی ﮐﻢ ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻮده اﺳﺖ.
ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ، ﻋﺮض ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎﻓﺘﻪ و ارﺗﻔﺎع اﻓﺰاﯾﺶ ﭘﯿﺪا ﮐﺮده اﺳﺖ. اﯾﻦ اﻓﺰاﯾﺶ ارﺗﻔﺎع اﺣﺘﻤالاً ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﮐﻤﺒﻮد ﺳﯿﻤﺎن اﺳﺖ ﮐﻪ ﻧﻔﻮذ ﮐﻨﺪﺗﺮ آب در ﻋﺮض و ﻧﻔﻮذ ﺑﯿﺸﺘﺮ در ﻋﻤﻖ را ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻣﯽدﻫﺪ.
در دو ﻧﺴﺒﺖ 0,33 و 0,42 ﭘﺎﺷﺶ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﻪ اﻃﺮاف ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ زﯾﺎد ﺑﻮدن ﺳﯿﻤﺎن ﻣﻮﺟﻮد در ﺳﻄﺢ و ﭼﮕﺎﻟﯽ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺳﯿﻤﺎن اﺳﺖ.
ﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﻤﯽ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﻈﻢ اﻟﮕﻮ ﭘﺎﺷﺶ ﻧﺴﺒﺖ 0,58 و 0,67 اﺳﺖ. ﻣﻨﻈﻢ ﺑﻮدن ﻫﺮﭼﻪ ﺑﯿﺸﺘﺮ اﻟﮕﻮ ﭘﺎﺷﺶ دﻗﺖ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﻗﻄﻌﻪ ﻧﻬﺎﯾﯽ را ﻧﺘﯿﺠﻪ ﺧﻮاﻫﺪ داد.
در ادامه این بخش به پیوست آزمایش هایی که گرفته شده است، نکاتی در خصوص آنها لازم به ذکر است که در ادامه به این مهم خواهیم پرداخت، در ادامه با 3dRD همراه باشید.
1 ﻫﻨﮕﺎم ﺗﺰرﯾﻖ آب ﺑﻪ ﺑﺴﺘﺮ، ﺑﻪ دﻟﯿﻞ وزن ﭘﺎﯾﯿﻦ ذرات ﺳﯿﻤﺎن، ﺳﯿﻤﺎن از ﯾﮏ ﻗﺴﻤﺖ ﺑﻪ ﻗﺴﻤﺖ دﯾﮕﺮ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﯽﺷﻮد؛ ﯾﻌﻨﯽ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﮐﺸﺶ ﺳﻄﺤﯽ آب در ﺑﻌﻀﯽ از ﻧﻘﺎط، آب ﺗﻤﺎﯾﻞ ﺑﻪ ﺟﻤﻊ ﺷﺪﮔﯽ و ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻗﻄﺮه ﺑﺰرگﺗﺮ را دارد و اﯾﻦ ﺗﻤﺎﯾﻞ ﺑﻪ ﺟﻤﻊ ﺷﺪﮔﯽ و ﺣﺮﮐﺖ آب، ﺑﺎﻋﺚ ﺟﺎﺑﻪﺟﺎﯾﯽ ذرات ﺳﯿﻤﺎن از ﯾﮏ ﻧﻘﻄﻪ ﺑﻪ ﻧﻘﻄﻪ دﯾﮕﺮ ﻣﯽﺷﻮد. درﻧﺘﯿﺠﻪ ﻓﻀﺎی ﺣﺠﻢ ﺳﯿﻤﺎن ﺟﺎﺑﻪﺟﺎﺷﺪه ﺧﺎﻟﯽ ﻣﯽﺷﺪ ﮐﻪ درﻧﻬﺎﯾﺖ ﺑﺎﻋﺚ ﭘﺎﯾﯿﻦ آﻣﺪن دﻗﺖ ﻗﻄﻌﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.
۲ ﺳﯿﻤﺎن در ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺎﻻی ﭘﺎﺷﺶ، ﺑﻪ اﻃﺮاف ﭘﺮاﮐﻨﺪه ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ ﻋﻠﺖ اﯾﻦ اﻣﺮ ﭼﮕﺎﻟﯽ ﭘﺎﯾﯿﻦ ذرات ﺳﯿﻤﺎن اﺳﺖ.
ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ ﻻزم اﺳﺖ دﺑﯽ ﺧﺮوﺟﯽ آب از ﻧﺎزل را ﮐﺎﻫﺶ داد ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﮐﻪ ﻗﺒ ﻧﯿﺰ اﺷﺎره ﺷﺪ ﻫﺮﭼﻪ دﺑﯽ ﺧﺮوﺟﯽ آب ﮐﺎﻫﺶ ﭘﯿﺪا ﮐﻨﺪ ﺑﺮای رﺳﯿﺪن ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﻣﻌﯿﻦ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﻧﺎزل ﮐﺎﻫﺶ ﭘﯿﺪا ﮐﻨﺪ ﮐﻪ اﯾﻦ ﮐﺎﻫﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﻧﻬﺎﯾﺘﺎ ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺎﻫﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﭘﺮﯾﻨﺖ بتن ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.
3 ﺑﻪﻣﻨﻈﻮر ﺣﻞ دو ﻣﺸﮑﻞ ﺑﺎﻻ از ﻓﺸﺮده ﮐﺮدن ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻬﻦﺷﺪه اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. در اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ ﮐﻮﭼﮏﺗﺮﯾﻦ اﺧﺘﻼف در ﻣﯿﺰان ﻓﺸﺮدهﺳﺎزی ﻣﯿﺰان ﻧﻔﻮذ آب در ﺳﯿﻤﺎن ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮد و آب در ﻗﺴﻤﺖﻫﺎی ﻓﺸﺮدهﺗﺮ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﯿﺸﺘﺮی ﻧﻔﻮذ ﻣﯽﮐﻨﺪ ﮐﻪ اﯾﻦ اﻣﺮ ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺎﻫﺶ ﺑﺴﯿﺎر ﺷﺪﯾﺪ دﻗﺖ ﻣﯽﺷﻮد. درواﻗﻊ اﻟﮕﻮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ ﺳﯿﻤﺎن ﺧﺎﻟﺺ ﺑﻪ ﻣﯿﺰان ﻓﺸﺮدهﺳﺎزی ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﺑﺴﯿﺎر واﺑﺴﺘﻪ اﺳﺖ و ﺑﺎ ﮐﻮﭼﮏﺗﺮﯾﻦ اﺧﺘﻼف در ﻣﯿﺰان ﻓﺸﺮدهﺳﺎزی، ﻧﺎﻣﻨﻈﻤﯽ در اﻟﮕﻮ ﭘﺎﺷﺶ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.
4 درﺻﻮرﺗﯽﮐﻪ ﻧﺎﺧﺎﻟﺼﯽ ﮐﻮﭼﮑﯽ در ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺳﯿﻤﺎن وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ و اﯾﻦ ﻧﺎﺧﺎﻟﺼﯽ در ﻣﺴﯿﺮ ﭘﺎﺷﺶ ﻗﺮار ﮔﯿﺮد ﺑﺎﻋﺚ اﻧﺤﺮاف ﺷﺪﯾﺪ ﺟﺮﯾﺎن ﻧﻔﻮذ آب در ﺑﺘﻦ ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ دﻗﺖ را ﺑﻪﺷﺪت ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽدﻫﺪ. از ﻃﺮﻓﯽ ﺗﻬﯿﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﺪون ﻫﯿﭻ ذره اﺿﺎﻓﻪ و ﻧﮕﻬﺪاری آن را ﻣﺸﮑﻞ ﻣﯽﮐﻨﺪ ﮐﻪ ﻧﻬﺎیتاً ﺑﺎﻋﺚ دﺷﻮارﺗﺮ ﺷﺪن ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻗﻄﻌﻪ ﻣﯽﺷﻮد. در ﺣﺎﻟﺘﯽ ﮐﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﺎ ﻣﺎﺳﻪ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺷﺪه ﺑﺎﺷﺪ، ذرات ﻣﺎﺳﻪ ﺧﻮد ﻧﻘﺶ اﯾﻦ ذرات اﺿﺎﻓﻪ را اﯾﻔﺎ ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﮐﺮد اﻣﺎ ﭼﻮن ذرات ﻣﺎﺳﻪ ﺑﻪﺻﻮرت ﻫﻤﮕﻦ در ﭘﻮدر ﭘﺨﺶ ﺷﺪه اﻧﺪ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻓﺮاواﻧﯽ ازﻧﻈﺮ اﯾﺠﺎد ﺑﯽﻧﻈﻤﯽ در اﻟﮕﻮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ ﻧﺨﻮاﻫﻨﺪ داﺷﺖ.
۵ ﺳﺮﻋﺖ ﻧﻔﻮذ آب در ﺳﯿﻤﺎن ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ ﺑﺴﯿﺎر ﺑﯿﺸﺘﺮ اﺳﺖ ﮐﻪ اﯾﻦ اﻣﺮ ﻋﻠﺘﯽ ﺑﺮای ﮐﺎﻫﺶ دﻗﺖ اﺑﻌﺎدی دﻗﺖ ﻧﻬﺎﯾﯽ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.
6 ﺳﯿﻤﺎن ﻗﻄﻌﻪای ﭼﮕﺎلﺗﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽﮐﻨﺪ ﮐﻪ دﻟﯿﻞ اﯾﻦ اﻣﺮ ﭼﮕﺎﻟﯽ ﺑﺎﻻ ﺳﯿﻤﺎن و ﻓﺸﺮده ﺷﺪن ﺑﯿﺸﺘﺮ آن ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﺘﻦ اﺳﺖ. درﻧﺘﯿﺠﻪ اﮔﺮ ﯾﮏ ﻗﻄﻌﻪ از ﺟﻨﺲ ﺳﯿﻤﺎن ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﻮد ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻫﻤﺎن ﻗﻄﻌﻪ از ﺟﻨﺲ ﺑﺘﻦ وزن ﺑﯿﺸﺘﺮی ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ.
ﻗﻄﻌﻪ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪه اول ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ دﯾﻮاری اﺳﺖ ﮐﻪ در ﻣﯿﺎن آن ﭘﻨﺠﺮه ای ﻗﺮار دارد.
ﺷﮑﻞ -10 ﻧﻤﺎﯾﯽ از ﻗﻄﻌﻪ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪه ﺷﻤﺎره 5
ﻗﻄﻌﻪ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪه دوم، ﻗﺎﯾﻘﯽ ﺑﻪ ﻋﺮض 12 ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ ﻃﻮل 32 ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ و ارﺗﻔﺎع 10 ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ اﺳﺖ.
ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻨﮑﻪ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻓﺮآﯾﻨﺪ در ﭘﺮﯾﻨﺖ دوﺑﻌﺪی ﻗﻄﻌﺎت ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻮد، در راﺳﺘﺎ ارﺗﻔﺎع ﻓﺮآﯾﻨﺪ و ﺑﺮرﺳﯽ ﻫﺮ ﭼﻪ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺗﻮاﻧﻤﻨﺪیﻫﺎی آن، ﻗﻄﻌﻪای سه بعدی ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﺪ ﺗﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از پرینتر سه بعدی (ﺳﯽانﺳﯽ ﺳﻪ ﻣﺤﻮره اﺻﻼحﺷﺪه) ﻗﻄﻌﻪ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﮔﺮدد.
ﯾﮑﯽ از ﻣﺸﮑﻼت ﻣﻮﺟﻮد در ﭘﺮﯾﻨﺖ اﯾﻦ ﻗﻄﻌﻪ ﻋﺪم ﺗﻨﺎﺳﺐ ﺳﺮﻋﺖ ﮐﻠﮕﯽ دﺳﺘﮕﺎه ﺑﺎ دﺑﯽ ﺧﺮوﺟﯽ ﭘﻤﭗ و ﻧﺎزل ﺑﻮد. ﭘﻤﭗ دارای ﻣﺤﺪودﯾﺘﯽ ﺑﺮای دﺑﯽ ﺧﻮد اﺳﺖ. اﯾﻦ ﻣﺤﺪودﯾﺖ ﺑﻪواﺳﻄﻪ ﻋﺪم ﭘﺎﯾﺪاری ﭘﺎﺷﺶ ﻧﺎزل در دﺑﯽﻫﺎی ﮐﻢ ﭘﻤﭗ اﺳﺖ.
از ﻃﺮف دﯾﮕﺮ، ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﮐﻠﮕﯽ دﺳﺘﮕﺎه ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺳﺎﺧﺖ، ﮐﻢ اﺳﺖ. ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ اﻣﮑﺎن دﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﮐﻢ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﻋﻤﻼً ﻣﯿﺴﺮ ﻧﯿﺴﺖ و ﻣﺤﺪودﯾﺖ ﺷﺪﯾﺪی در اﻧﺘﺨﺎب ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن وﺟﻮد دارد.
در ﺷﮑﻞ 11،ﻣﯽﺗﻮان ﻧﻤﺎﯾﯽ از ﻗﺎﯾﻖ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪه را ﻣﺸﺎﻫﺪه ﮐﺮد.
ﺷﮑﻞ -11 ﻧﻤﺎ از ﮐﻨﺎر ﻗﺎﯾﻖ ﭘﺮﯾﻨﺖ ﺷﺪه
ما حسگرهای خود را در دیوار تعبیه کردیم تا دما را در حین ساخت و ساز اندازه گیری کنیم و اکنون در حالی که دیوار در محل است، از آنها اطلاعات دریافت می کنیم.
محققان دانشگاه کمبریج که با همکاری صنعت کار می کنند، اولین قطعه زیرساخت بتنی چاپ شده سه بعدی را که در پروژه بزرگراه های ملی مورد استفاده قرار می گیرد، توسعه داده اند . این سازه که نوعی دیوار حائل معروف به دیواره سر است، بر روی A30 در کورنوال نصب شده است، جایی که به لطف حسگرهای طراحی شده توسط کمبریج که در ساختار آن تعبیه شده است، اطلاعات بلادرنگ را ارائه می دهد.
سنسورهای موجود در سازه اندازه گیری های به روز از جمله دما، کرنش و فشار را ارائه می دهند. به گفته محققان، “دوقلو دیجیتالی” دیوار می تواند به شناسایی و اصلاح عیوب قبل از وقوع کمک کند.
به گفته دانشگاه، سازه های دیواره سر معمولاً به شکل های محدود از بتن پیش ساخته ساخته می شوند که نیاز به قالب و تقویت فولادی گسترده دارد. با استفاده از پرینتر سه بعدی، تیمی که شامل متخصصانی از Costain، Jacobs و Versarien بود، توانست دیواری منحنی و توخالی بدون قالب و بدون آرماتور فولادی طراحی و بسازد. دیوار استحکام خود را به جای فولاد از هندسه می گیرد.
چاپ این دیوار طبق گفته دانشگاه یک ساعت طول کشید و تقریباً دو متر ارتفاع و سه و نیم متر عرض دارد. محققان این دیوار را در Gloucestershire در دفتر مرکزی شرکت مهندسی پیشرفته Versarien با استفاده از یک چاپگر سه بعدی بتنی مبتنی بر بازو روبات چاپ کردند.
به مدت شش سال، تیم پروفسور ابوالطباء در گروه مهندسی بر روی فناوری‌های حسگر جدید و بررسی اثربخشی حسگرهای تجاری موجود برای به دست آوردن اطلاعات با کیفیت بهتر از زیرساخت کار می‌کنند. تیم او همچنین بتن های “خود درمانی هوشمند” را توسعه داده است. تیم پروفسور الطباء حسگرهایی را برای اندازه گیری دما در طول فرآیند چاپ تهیه کردند.
الطبعه گفت: «از آنجایی که برای پرینت سه بعدی به سیمان بسیار سریع گیر نیاز دارید، مقدار زیادی گرما نیز تولید می کند. ما حسگرهای خود را در دیوار تعبیه کردیم تا دما را در حین ساخت و ساز اندازه گیری کنیم و اکنون در حالی که دیوار در محل است، از آنها اطلاعات دریافت می کنیم.
این سنسورها علاوه بر دما، رطوبت نسبی، فشار، کرنش، مقاومت الکتریکی و پتانسیل الکتروشیمیایی را نیز اندازه گیری می کنند. طبق گفته تیم، اندازه‌گیری‌ها بینش‌های ارزشمندی در مورد قابلیت اطمینان، استحکام، دقت و طول عمر حسگرها ارائه می‌کنند. همچنین از سیستم LiDAR برای اسکن دیوار در حین چاپ استفاده شد تا یک ابر نقطه سه بعدی و یک دوقلو دیجیتالی از دیوار تولید شود.
الطبا افزود:
«دیجیتالی کردن دیوار به این معنی است که می تواند خودش صحبت کند. و ما می‌توانیم از حسگرهای خود برای درک بهتر این سازه‌های پرینت سه بعدی و تسریع پذیرش آنها در صنعت استفاده کنیم.»
تیم کمبریج نوعی سنسور به نام سنسور پیزوسرامیک سرب-زیرکونات-تیتانات (PZT) توسعه دادند که پاسخ امپدانس الکترومکانیکی را اندازه گیری می کند و تغییرات در این اندازه گیری ها را در طول زمان برای تشخیص هرگونه آسیب احتمالی نظارت می کند. هشت حسگر PZT در نقاط مختلف در طول فرآیند پرینت سه بعدی در دیوار تعبیه شد تا حضور بارگذاری و فشار را ثبت کند.
یک سیستم جمع‌آوری داده‌های بی‌سیم سفارشی نیز توسط این تیم توسعه داده شد که امکان جمع‌آوری داده‌های پاسخ الکترومکانیکی چند فرکانسی حسگرهای تعبیه‌شده را از راه دور از کمبریج فراهم کرد.
الطبا افزود:
«این پروژه به عنوان یک آزمایشگاه زنده عمل خواهد کرد و داده های ارزشمندی را در طول عمر خود تولید می کند. داده‌های حسگر و «دوقلو دیجیتال» به متخصصان زیرساخت کمک می‌کند تا بهتر درک کنند که چگونه می‌توان از چاپ سه‌بعدی برای چاپ مواد بزرگ‌تر و پیچیده‌تر مبتنی بر سیمان برای شبکه جاده‌ای استراتژیک استفاده کرد و متناسب‌سازی کرد.»
این تیم شامل دکتر سریپریا رنگاراجو، دکتر کریستوس ولاچاکیس، دکتر ین فانگ سو، دکتر دامیان پیلین، دکتر حسام طاها، دکتر ریچارد آنوو و دکتر لیلیا پوتسلویکو از کمبریج بودند. و همچنین بهاویکا رامراخیانی، رئیس مواد Costain، دانشجوی مقطع دکترا در دپارتمان مهندسی، و بن هریس، سرپرست نوآوری معماری در Versarien، که همچنین دکترای پاره وقت در دپارتمان مهندسی را در اکتبر آغاز می کند.
.1 ﻋﺪم وﺟﻮد ﻓﺸﺎر ﺑﺎﻋﺚ اﯾﺠﺎد ﺧﻠﻞ و ﻓﺮج ﻓﺮاوان در داﺧﻞ ﻗﻄﻌﻪ ﻧﻬﺎﯾﯽ پرینت شده ﻣﯿﺸﻮد. ﻫﺮ ﭼﻪ ذرات اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه دارای داﻧﻪ ﺑﻨﺪی درﺷﺖﺗﺮی ﺑﺎﺷﻨﺪ، ﺧﻠﻠﻞ و ﻓﺮج ﺑﯿﺸﺘﺮی اﯾﺠﺎد ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.
ﻧﺘﯿﺠﻪ اﯾﺠﺎد ﺧﻠﻞ و ﻓﺮج، ﮐﺎﻫﺶ ﮐﯿﻔﯿﺖ ﺳﻄﺢ ﻗﻄﻌﻪ بتنی پرینت شده و ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ آن اﺳﺖ. ﻓﺸﺎر زﯾﺎد ﻧﯿﺰ زدودن ﻣﺎﺳﻪ ﻣﺎزاد از ﺳﻄﺢ ﻗﻄﻌﻪ، ﮐﺎر را دﺷﻮارﺗﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﮐﺮد و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﺮ روی اﻟﮕﻮی ﭘﺎﺷﺶ در پرینت سه بعدی ﺗﺎﺛﯿﺮ ﮔﺬار ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.
ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ در ﺻﻮرت اﻋﻤﺎل ﻧﺎﻣﻨﺎﺳﺐ ﻓﺸﺎر و ﻧﺎﻫﻤﮕﻦ ﺑﻮدن ﻓﺸﺎر ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻣﺜﺒﺖ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﻪ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻣﻨﻔﯽ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد و ﺑﺎﯾﺪ در اﻋﻤﺎل ﻓﺸﺎر دﻗﺖ ﮐﺮد. در ﻣﻮاردی ﮐﻪ ﻧﯿﺎز ﺑﻪ اﺻﻼح اﻟﮕﻮ ﭘﺎﺷﺶ اﺳﺖ ﺑﻬﺘﺮ اﺳﺖ ﺑﻪ ﺟﺎی ﮐﺎﺳﺘﻦ از ﻣﻘﺪار ﻓﺸﺎر، ﺑﺮ روی ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن و ﮐﺎﻫﺶ دﺑﯽ ﻧﺎزل و ﯾﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﮐﻠﮕﯽ ﺗﻤﺮﮐﺰ ﮐﺮد.
.2 داﻧﻪﺑﻨﺪی ﺑﺎﯾﺪ ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ اﺑﻌﺎد ﻗﻄﻌﻪﮐﺎر اﻧﺘﺨﺎب ﺷﻮد. اﻟﺒﺘﻪ ﻣﻮاردی ﻣﺎﻧﻨﺪ ﮐﯿﻔﯿﺖ ﺳﻄﺢ ﻧﯿﺰ ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ در اﻧﺘﺨﺎب داﻧﻪﺑﻨﺪی در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد.
.3 ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﯿﻦ ﻧﺎزل ﺗﺎ ﺳﻄﺢ ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر ﺑﺎﯾﺴﻨﯽ ﺗﺎ ﺣﺪ ﻣﻤﮑﻦ ﮐﻢ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد. ﻫﺮﭼﻪ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻣﻨﻔﯽ ﺑﺮ روی اﻟﮕﻮ ﺗﺮﺷﺪﮔﯽ و ﮐﯿﻔﯿﺖ ﻗﻄﻌﻪﮐﺎر ﺧﻮاﻫﺪ ﮔﺬاﺷﺖ.
.4 ﮐﯿﻮرﯾﻨﮓ ﺑﻌﺪ از ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻗﻄﻌﻪ ﺣﺘﻤﺎ ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ اﻧﺠﺎم ﺷﻮد. درﺻﻮرت ﻋﺪم ﮐﯿﻮرﯾﻨﮓ ﺑﻌﺪ از ﭘﺮﯾﻨﺖ، ﺑﻪ ﻣﺮور زﻣﺎن ﻗﻄﻌﻪ دﭼﺎر رﯾﺰش ﻣﯽﮔﺮدد. ﺑﻼﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻌﺪ از ﭘﺮﯾﻨﺖ ﻧﯿﺰ ﺑﻬﺘﺮ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮ روی ﺑﺴﺘﺮ ﭘﻮدر روﮐﺶ ﭘﻼﺳﺘﯿﮑﯽ ﻗﺮار داده ﺷﻮد ﺗﺎ از ﺗﺒﺨﯿﺮ زود ﻫﻨﮕﺎم آب ﻣﻮﺟﻮد در ﺑﺴﺘﺮ ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﮐﻨﺪ.
.5 اﺳﺘﻔﺎده از زودﮔﯿﺮ ﮐﻨﻨﺪه ﺑﻪ دﻟﯿﻞ اﻓﺰودن ﺑﻪ ﻫﺰﯾﻨﻪ و ﻋﺪم ﺗﺎﺛﯿﺮ در روﻧﺪ ﮐﻠﯽ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﻮﺻﯿﻪ ﻧﻤﯽﺷﻮد.
.6 ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺗﺎ ﺣﺪ ﻣﻤﮑﻦ ﺑﻬﺘﺮ اﺳﺖ ﮐﻢ درﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد. ﻫﺮﭼﻪ ﻧﺴﺒﺖ آب ﺑﻪ ﺳﯿﻤﺎن ﺑﯿﺸﺘﺮ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد ﮐﻨﺘﺮل ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﻣﺸﮑﻞ ﺗﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.
Technology Infrastructure Development Civil Engineering,Architecture and Urban Development of Iran With the approach of the road and construction industry.
Although concrete is a common material in the building industry, automation in the construction of concrete structures is low. Additive manufacturing techniques can solve this problem. This study investigate the advantages of using a three-dimensional concrete printer for constructing structures and describing a three-dimensional printer for concrete, which prints concrete using additive manufacturing techniques and particle bed technology. This printer has the ability to print a variety of complex structures at the lowest cost and speed. In this paper, after describing the device, effective parameters will be investigated.
دانلود PDF این مطلب: Download PDF
بررسی کنندگان و پژوهشگران مقاله:
پروفسور ﻣﺤﻤﻮد ﻓﺮزﯾﻦ ﻋﻀﻮ ﻫﯿﺌﺖ ﻋﻠﻤﯽ داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺘﯽ اﺻﻔﻬﺎن
پروفسور داود ﻣﺴﺘﻮﻓﯽ ﻧﮋاد ﻋﻀﻮ ﻫﯿﺌﺖ ﻋﻠﻤﯽ داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺘﯽ اﺻﻔﻬﺎن
1 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید
عالی، شما پرینتر سه بعدی بتن برای فروش دارید؟