Karbon Fiber ile ilgili Akademik Bir Makale Önerisi
(Brezilyalı bir akademisyenin çalışmasını türkçeye çevirerek buraya eklemeye çalışıyoruz, fakat çalışmanın uzunluğundan dolayı bir süre alabilir, orjinal makalenin linki ve yazarına aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.)
İletken ve manyetik filamentler, üç boyutlu baskıda (3DP) yeni bir devrim yaratıyor. Bu çalışma, grafen, karbon fiberler, nanotüpler ve bir polimer matris içine gömülü iletken karbon siyahı gibi karbon nanoyapılarına dayalı 3DP filamentlerinin uygulanmasına ilişkin temel gelişmeler hakkında son zamanlarda yapılan yüksek etkili çalışmaları özetleyerek, konuyla ilgili mevcut son durumu sunmaktadır.Söz konusu filamentlerin özelliklerini gözden geçirip ana üreticileri ve ayrıca piyasada bulunan ürünleri göstererek. Elektrikli elemanlar içeren özelleştirilmiş ürünler için 3DP'nin potansiyeli ucuz, güvenilir ve elektriksel olarak iletken malzemenin mevcudiyeti devrelerin ve sensörlerin imalatı için vazgeçilmez olacağıdır.
Additive Manufacturing, Eklemeli üretim (FDM), Karbon Nanoyapıları, İletken Filamentler, Manyetik Filamentler, Polimer Nanokompozitler ve bir çok değişik filament ile 3DP dünyasında devrim yaratıyor, 3D yazıcılar kullanılarak üretilen bilgisayarla tasarlanmış nesneler Konvansiyonel olarak işlenmiş parçalardan daha karmaşık olan ürünler üretmeye imkan sağlayan bu tür yeni üretim teknolojisi, oldukça sofistike parçaların doğrudan bilgisayar destekli tasarımlardan üretimini artırmayı vaat ediyor. Artık, özelleştirilmiş geometriler için daha düşük maliyetle yüksek boyutsal doğrulukta hafif yapıları 3DP'ye dönüştürmek mümkündür (Chua & Leong 2016). Geçtiğimiz birkaç yıl içinde sektör, saf polimerlerin, metallerin ve seramiklerin içsel sınırlamaları, mekanik ve diğer temel özelliklerini geliştirmek için daha iyi alternatif kompozit malzemelere doğru yönelmiştir; Günümüzde 3DP araştırması, saf malzemeden kompozit malzemeye doğru geniş bir portföyü kapsamaktadır (Velu ve diğerleri, 2019). Grafen gibi karbon nanotüplerle aşılanmış 3DP filamentleri, iletken ve manyetik kompozitler üretme vaadiyle artık ticari olarak düşük fiyatlarla temin edilebilmektedir Kaynak : (Al-Hariri et al. ., 2016; Kwok vd., 2017).
3DP, prototiplerin üretimi için farklı teknikler kullanır, ana teknikler şunları içerir: inkjet baskı (IJP); erimiş birikim modellemesi (FDM); erimiş filament (FFF) ile imalat; toz yatağı füzyonu (PBD); mikro-stereolitografi (MSL); dinamik optik projeksiyon stereolitografisi (DOPsL); doğrudan yazma derlemesi (DW); seçici lazer sinterleme (SLS); çözücü döküm 3DP (SC-3DP); uyumlu 3DP (C-3DP); iki foton polimerizasyonu (TPP); UV-3DP; ve stereolitografi (SLA); diğerleri arasında (Farahani vd., 2016; Tian vd., 2016). nispeten düşük miktarda katmanlı silikat dolgulu veya karbon nanotüpler, grafen ve metal partiküller gibi iletken nanofiller içeren polimer nanokompozitler (PNC'ler) 3DP Nispeten düşük maliyetle iyi elektriksel ve termal iletkenliğe, mekanik mukavemete ve sertliğe sahip çok işlevli özelliklere sahip nesneler oluşturun (Postiglione ve diğerleri, 2015; Francis & Jain 2016). İletken PNC'lerde, elektriksel iletkenlik, gerekli olan elektriksel süzülme tarafından yönetilir. yalıtkan bir polimer matrisini iletken bir kompozite dönüştürmek için minimum dolgu içeriği (hacim oranı) (Alig ve diğerleri, 2007). Süzülme eşiği olarak adlandırılan nanofillerlerin bu minimum hacim fraksiyonu, büyük ölçüde nanofillerlerin şekil ve boyut dağılımı (Otten & Van Der Schoot 2009; Gnanasekaran ve diğerleri, 2014), çekici etkileşimler (Vigolog ve diğerleri, 2005) gibi faktörlere bağlıdır. ) ve nanofillerlerin dispersiyonu ve aglomerasyonu gibi işleme yöntemleri (Gnanasekaran ve diğerleri, 2016). Poli laktik asit (PLA) ve akrilonitril butadien stiren gibi geleneksel olarak kullanılan 3B baskı polimerlerine dayanan iletken PNC'lerin 3BP'si üzerinde birkaç çalışma bildirilmiştir. (ABS) (Tian vd., 2016; Guo vd., 2015; Rymansaib vd., 2016; Wei vd., 2015). Bununla birlikte, bir masaüstü 3B yazıcı için yeni iletken PNC malzemelerinin geliştirilmesi, daha iyi basılabilirlik, mekanik özellikler ve elektriksel iletkenlik elde etmek için oldukça arzu edilir (Gnanasekaran ve diğerleri, 2017). Bu bağlamda, bu inceleme çalışması, Polimer matris içerisine gömülü karbon nanoyapılarına dayalı iletken ve manyetik filamentler kullanan 3DP teknolojisi, ana özelliklerini göstererek aynı zamanda üretici firmaları ve piyasada bulunan ürünleri de özetlemektedir.
Karbon Nanotüpler
CNT, optimum mekanik, elektriksel ve termal özellikleriyle bilinir, bu da onları 3DP polimerlerini entegre etmek için uygun bir malzeme yapar. Çok Duvarlı Karbon Nanotüpler (MWCNT'ler), polimerlerle güçlü etkileşimlere (McCarthy ve diğerleri, 2000) ve çapraz bağlanma, işlevselleştirme (Gao ve diğerleri, 2013; Ventura ve diğerleri, 2010) sağlayan uygun çekirdeklenme alanları sağlayan yapısal kusurlara sahiptir. Polimerik solüsyonlarda homojen bir dağılım olan CNT'ler, gelişmiş CNT bazlı filamentler için gereklidir. Bilinen CNT kümelenmesi sorunu, FDM için zararlı olabilir, muhtemelen nozülde tıkanmalara ve baskı sırasında akı kararsızlığına neden olabilir, bu nedenle araştırma, 3D baskı için parametreleri korurken süzülme eşiğini aşacak CNT'lerin konsantrasyonunu belirlemeye odaklanmıştır (Al- Hariri et al., 2016). Sürekli CNT iplik filamentleri, bileşenlere birden fazla işlevsellik kazandırmak için tek bir malzemenin kullanılması mümkün hale geldiğinden ve FFF tarafından sunulan kabiliyetden yararlanmak mümkün olduğundan, 3DP için doğası gereği çok işlevli bir besleme stoğu olarak kullanılabilir. Diğer geleneksel fabrikasyon teknikleri (Gardner ve diğerleri, 2016) Standart bir ticari 3D yazıcı kullanarak iletken kompozitler üretmek için CNT'lerin elektriksel özelliklerinden yararlanma olasılığı vardır (Gonzalez ve diğerleri, 2017). Lee vd. (2018), MWCNT'leri PEGDA ile birleştirerek nano-iletken MWCNT iskeletlerinin 3P'sini araştırdı, böylece elektriksel özellikleri ve iskelenin yüzeyindeki nano özellikleri geliştirdi. İyi dağılmış bir MWCNT-hidrojel kompozit sinir iskelesi ve ayarlanabilir bir gözenekli yapı imal etmek için bir SLA 3DP kullanıldı. 3DP, son derece karmaşık mikro mimariler ve kontrollü gözeneklilik ile karmaşık 3D iskelelerin kolay üretimine izin verdi.
……..
Bu Akademik Makalenin ingilizce orjinalini aşağıdaki linkten okuyabilirsiniz,