Μελέτη επίδρασης προσμίξεων σε ασβεσταρλιγικό τσιμέντο για την παραγωγή αντικειμένων με τρισδιάστατη εκτύπωση

Ζωρογιαννίδης, Χαρίλαος; Zorogiannidis, Charilaos

dc.contributor.author	Ζωρογιαννίδης, Χαρίλαος	el
dc.contributor.author	Zorogiannidis, Charilaos	en
dc.date.accessioned	2019-03-06T10:49:38Z
dc.date.available	2019-03-06T10:49:38Z
dc.date.issued	2019-03-06
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48367
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16540
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Τρισδιάστατη εκτύπωση	el
dc.subject	Τρισδιάστατη εκτύπωση με πούδρα	el
dc.subject	Ασβεσταργιλικό τσιμέντο	el
dc.subject	Αντοχές	el
dc.subject	Ακρίβεια	el
dc.subject	3D Printing	en
dc.subject	Powder based 3D printing	en
dc.subject	Calcium aluminate cement	en
dc.subject	Strength	en
dc.subject	Dimensional accuracy	en
dc.title	Μελέτη επίδρασης προσμίξεων σε ασβεσταρλιγικό τσιμέντο για την παραγωγή αντικειμένων με τρισδιάστατη εκτύπωση	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη υλικών	el
heal.classification	Τσιμέντα	el
heal.classification	Materials science	en
heal.classification	Cement	en
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/840868f9d668cd136ec6f074902084034906c943
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/d0c9192dae6e166c7a54280d5ecdcd990b7a706d
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/840868f9d668cd136ec6f074902084034906c943
heal.classificationURI	http://skos.um.es/unescothes/C00539
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-03
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την έρευνα πάνω στον τομέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης με τσιμέντο. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται πούδρα ασβεσταργιλικού τσιμέντου και προσμίξεις πολυμερούς οξικού πολυβινυλίου (PVA ή PVAc) και νάνο πυριτίας (nano-SiO2). Εξετάζονται οι αντοχές σε θλίψη και κάμψη των εκτυπωμένων αντικειμένων και μελετάται η ικανότητα του εκτυπωτή να παράγει πιστά αντίγραφα των τροφοδοτούμενων στο λογισμικό του αντικειμένων. Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μία σχετικά πρόσφατη τεχνολογία, η αρχές της οποίας χρονολογούνται τη δεκαετία του 80. Έκτοτε έχει βρει εφαρμογές σε τομείς όπως η ιατρική, η αρχιτεκτονική και ακόμη πιο πρόσφατα η κατασκευαστική βιομηχανία. Στην εφαρμογή της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην κατασκευαστική βιομηχανία παρουσιάζονται δυσκολίες όπως οι χαμηλές αντοχές των αντικειμένων. Έτσι η τρισδιάστατη εκτύπωση με τσιμέντο, ένα διαδεδομένο δομικό υλικό, δεν έχει προχωρήσει αρκετά ερευνητικά. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η προσπάθεια ανάπτυξης ενός μίγματος πούδρας με βάση το τσιμέντο, συγκεκριμένα ασβεσταργιλικού τσιμέντο, η οποία μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης με πούδρα μπορεί να αποδώσει αντικείμενα με ικανοποιητικές αντοχές σε κάμψη και θλίψη και αξιόλογο βαθμό ακρίβεια ως προς τις εκτυπωνόμενες διαστάσεις. Για την πραγματοποίηση του στόχου αυτού επιλέχθηκαν ως υλικά το ασβεσταργιλικό τσιμέντο, για τις υψηλές αρχικές αντοχές κατά την ενυδάτωση του και ως προσμίξεις σε αυτό το οξικό πολυβινύλιο (PVA ή PVAc) για τις απορροφητικές του ιδιότητες και τη μεγάλη ικανότητα πρόσφυσης του και η nano-SiO2 για την αύξηση των αντοχών σε προηγούμενες έρευνες με το τσιμέντο και την πλήρωση των κενών χώρων στα παρασκευάσματα λόγω διαφορετικής κοκκομετρίας. Δοκιμάστηκαν συστάσεις 3%, 5% και 10% w/w PVA και 1%, 2% w/w nano-SiO2. Με τις καλύτερες εξ αυτών συστάσεις (10% PVA και 1% nano-SiO2) λήφθηκαν αντοχές σε θλίψη και κάμψη 28 ημερών 14,4 MPa και 4,22 MPa για το PVA και 5,8 MPa και 4,79 MPA για την nano-SiO2 αντίστοιχα. Επιπλέον εξετάζεται η ακρίβεια της εκτύπωσης ως προς την πιστότητα προς το αρχικό σχέδιο του εκτυπωνόμενου αντικειμένου, η οποία βελτιώνεται με αύξηση του περιεχόμενου PVA. Εν τέλει προκύπτει βελτίωση των αντοχών σε σχέση με προηγούμενες μελέτες με την ίδια μέθοδο εκτύπωσης, ενώ η ακρίβεια εκτύπωσης των αντικειμένων δεν είναι σταθερή και άλλοτε μπορεί να χαρακτηριστεί πολύ καλή ενώ άλλοτε μέτρια.	el
heal.abstract	The present thesis concerns itself with research regarding 3D Printing that utilizes cement as the main building material. To this end, calcium aluminate cement powder and admixtures of polyvinyl acetate (PVA or PVAc) and nano-silica (nano-SiO2) are utilized. The compressive and flexural strengths of the objects produced are measured, as well as the accuracy with which their various parts are produced, according to the original files that were inputted in the printer's software. 3D Printing is a relatively new technology, dating back to the 1980's. Since then it has found many uses in various science fields, amongst which are medicine (regenerative medicine, bone tissue engineering), architecture and more recently, construction. However, the use 3D printing in the construction industry faces multiple obstacles, one of which is the low strength of the products. Cement 3D Printing and its research have not advanced much yet, due to these obstacles. The goal of the present thesis is the creation of a calcium aluminate cement based mixture, which through Powder-based 3D Printing is capable of producing objects with satisfactory compressive and flexural strengths and is dimensionally accurate to the original design. To these ends, the selected materials were calcium aluminate cement, due to its high early strength development, and as admixtures, polyvinyl acetate (PVA or PVAc) for its good absorbing and adhesive properties and nano-SiO2 due to records of it improving the final strength when used as a cement admixture and filling out internal gaps of the objects due to its smaller grain size. The used compositions were 3%, 5% and 10% w/w PVA as well as 1% and 2% w/w nano-SiO2. Of these, the best performing compositions (10% PVA and 1% nano-SiO2) had compressive and flexural strengths of 14,4 MPA and 4,22 MPa for PVA and 5,8 MPa and 4,79 MPa for nano-SiO2 respectively. In addition the accuracy with which parts are printed according to the original designs is studied. In the end, there is an increase in strength compared to earlier studies that utilize the same or a similar 3D printing method, while the dimensional accuracy of the objects is not consistent and can range from excellent to mediocre.	en
heal.advisorName	Μπεάζη - Κατσιώτη, Μαργαρίτα	el
heal.committeeMemberName	Μπουντουβής, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	140 σ.
heal.fullTextAvailability	true