Direct Ink Writing Using Agar-based Ink in 3D-printing of Al2O3 Membrane Support with Tubular Shape
Master of Science (Materials Science), 2023
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | English |
| Published: |
Prince of Songkla University
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19198 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | English |
| id |
th-psu.2016-19198 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
th-psu.2016-191982023-12-19T03:42:03Z Direct Ink Writing Using Agar-based Ink in 3D-printing of Al2O3 Membrane Support with Tubular Shape การเขียนหมึกโดยตรงโดยใช้หมึกเอการ์ในการพิมพ์สามมิติของตัวรองรับเมมเบรนอะลูมินาแบบท่อกลวง Kotchaphan Chaisong Kowit Lertwittayanon Faculty of Science (Materials Science and Technology) คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุ Agar Al2O3 membrane additive manufacturing direct ink writing 3D printing Master of Science (Materials Science), 2023 The forming technique of tubular alumina membrane from agar by using 3D printing technology on direct inking technique is a process to reduce the cost and environmental friendliness. Alumina ceramic ink for 3D printing was prepared using TM-5D type of alumina powder with a particle size of 0.2 µm at a solid ratio of 80 wt%. The agar solution at concentrations of 1, 2, 3 and 4 wt% were analyzed the viscosity and gelation temperature were. Preliminary results show that 4 wt% concentration of agar solution is optimum for 3D printing. However, the further improvement of the rheological properties is required by adding 10 wt% of polyethylene glycol 1500 and hydroxyethylene cellulose (HEC) at 0, 1 and 2 wt% into agar solution. The results showed that 2 wt% of HEC-added in alumina slurry inks provided the appropriate viscosity for 3D printing with perfect filament. In addition, it was found that adding acetone at 0, 10 and 20 wt% were improved the ink rapidly dry after extrusion through the nozzle. After drying the specimens at room temperature for 24 hours and then sintering at 1350oC, it was found that the amount of acetone affecting the apparent density of the printed alumina membrane tubes was 3.82. 3.99 and 4.03 g/cm3 when 0, 10 and 20 wt% of acetone were added, respectively. This study indicated that agar-assisted alumina slurry inks had potential for 3D printing to use as a binder for forming the tubular alumina membranes with 3D printing technology. However, the research team plans to improve fidelity in the future. This research work was financially supported by Thailand Graduate Institute of Science and Technology (TGIST) (grantee code: TG-MT-PSU-63-057M) เทคนิคการขึ้นรูปเมมเบรนอะลูมินาแบบท่อจากวัตถุดิบวุ้นเอการ์ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติเทคนิคการเขียนหมึกโดยตรงนั้นเป็นกระบวนการที่สามารถลดต้นทุนด้านราคา และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยทำการเตรียมหมึกพิมพ์เซรามิกอะลูมินาสเลอรี่สำหรับการพิมพ์สามมิติโดยการใช้ผงอะลูมินาชนิด TM-5D ขนาดอนุภาค 0.2 µm ที่สัดส่วนของแข็ง 80 wt% โดยสารละลายวุ้นเอการ์มีการเตรียมที่ความเข้มข้น 1 2 3 และ 4 wt% จากนั้นนำไปวิเคราะห์ความหนืดและอุณหภูมิในการเกิดเจล ผลการทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าที่ความเข้มข้นสารละลายวุ้นเอการ์ 4 wt% นั้นมีความเหมาะสมในการพิมพ์สามมิติมากที่สุดแต่ยังต้องมีการปรับปรุงสมบัติด้านการไหลต่อไป โดยการเติมโพลิเอทิลีนไกลคอล 1500 ปริมาณ 10 wt% และไฮดรอกซีเอทิลีนเซลลูโลส (HEC) ที่ 0 1 และ 2 wt% ลงในสารละลายวุ้นเอการ์ ผลการทดลองพบว่าหมึกพิมพ์เซรามิกอะลูมินาสเลอรี่ที่เติม HEC จำนวน 2 wt% ให้ความหนืดที่เหมาะสมต่อการพิมพ์สามมิติซึ่งให้เส้นฟิลาเมนต์ที่สมบูรณ์ นอกจากนี้พบว่าการเติมอะซิโตนที่ 0 10 และ 20 wt% ช่วยให้หมึกพิมพ์แห้งเร็วขึ้นภายหลังการรีดผ่านหัวฉีด โดยหลังปล่อยชิ้นงานให้แห้งที่อุณภูมิห้องเป็นเวลา 24 ชั่วโมงแล้วเผาผนึกที่ 1350oC พบว่าปริมาณอะซิโตนส่งผลต่อความหนาแน่นปรากฎของท่ออะลูมินาเมมเบรนที่พิมพ์ได้นั่นคือ 3.82 3.99 และ 4.03 g/cm3 เมื่อมีการเติมอะซิโตน 0 10 และ 20 wt% ตามลำดับ การศึกษาในครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าหมึกพิมพ์เซรามิกอะลูมินาสเลอรี่ที่ใช้วุ้นเอการ์ช่วยในการพิมพ์สามมิติมีศักยภาพสำหรับการใช้เป็นตัวประสานสำหรับการขึ้นรูปเมมเบรนอะลูมินาแบบท่อด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ อย่างไรก็ตามทีมวิจัยมีแผนในการปรับคุณสมบัติการรักษารูปร่างหลังการพิมพ์ (fidelity) ต่อไปในอนาคต 2023-12-19T03:41:39Z 2023-12-19T03:41:39Z 2023 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19198 en Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf Prince of Songkla University |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
English |
| topic |
Agar Al2O3 membrane additive manufacturing direct ink writing 3D printing |
| spellingShingle |
Agar Al2O3 membrane additive manufacturing direct ink writing 3D printing Kotchaphan Chaisong Direct Ink Writing Using Agar-based Ink in 3D-printing of Al2O3 Membrane Support with Tubular Shape |
| description |
Master of Science (Materials Science), 2023 |
| author2 |
Kowit Lertwittayanon |
| author_facet |
Kowit Lertwittayanon Kotchaphan Chaisong |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Kotchaphan Chaisong |
| author_sort |
Kotchaphan Chaisong |
| title |
Direct Ink Writing Using Agar-based Ink in 3D-printing of Al2O3 Membrane Support with Tubular Shape |
| title_short |
Direct Ink Writing Using Agar-based Ink in 3D-printing of Al2O3 Membrane Support with Tubular Shape |
| title_full |
Direct Ink Writing Using Agar-based Ink in 3D-printing of Al2O3 Membrane Support with Tubular Shape |
| title_fullStr |
Direct Ink Writing Using Agar-based Ink in 3D-printing of Al2O3 Membrane Support with Tubular Shape |
| title_full_unstemmed |
Direct Ink Writing Using Agar-based Ink in 3D-printing of Al2O3 Membrane Support with Tubular Shape |
| title_sort |
direct ink writing using agar-based ink in 3d-printing of al2o3 membrane support with tubular shape |
| publisher |
Prince of Songkla University |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19198 |
| _version_ |
1787137874439700480 |